Аналоговый интегрирующий вычислитель
Оп ИКАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
< 723600 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5l ) М. Кл .
G 06 G 7/18 (22) Заявлено 13.03.78 (21) 2591827/18-24 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет
Гееударствениый комитет
СССР ио делам извбретеиий и открытий
Опубликовано 25.03.80. Бюллетень N 11 (53) УДК 681.335 (088.8) Дата опубликования описания 25.03.80 (72) Авторы изобретения
И. М. Вишенчук и В. В. Троценко
Львовский ордена Ленина политехнический институт (7l ) Заявитель (54) АНАЛОГОВЫЙ ИНТЕГРИРУЮЩИЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬ
Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике.
Известны аналоговые интегрирующие вычисчители, реализованные на нелинейных электрических цепях (1).
Известны также устройства, реализующие весовую функцию типа "окно" Блекмана (2).
Недостаток известных устройств заключается в недостаточной точности при действии низкочастотных помех.
Наиболее близок к предлагаемому ло технической сущности аналоговый интегрирующий вычислигель, содержащий первый и второй последовательно соединенные сигнальные интегрирующие усилигели, выход вгорого сигнального ин15 .тегрирующего усилителя подключен через первый ключ к первому входу выходного интегрирующего усилителя, второй вход которого через первый масштабный блок соединен с выходом второго ключа, первый вход первого сигнального интегрирующего усилителя через второй масштабный блок подключен ко входу вычислителя, а выход второго сигнального интегрирующего усилителя через последовательно соедипенные третий масштабный блок и первый инвертирующий усилитель — ко второму входу первого сигнального интегрирующего усилителя (3)
Недостатком вычислителя является невысокая точность интегрирования в условиях действия сосредоточенных по спектру низкочастотных помех, так как уровень боковых лепестков частогной характеристики составляет 4 = 6,6"
А10 3.
Цель изобретения — повышение точности интегрирования в услбвиях действия сосредоточенных по спектру низкочастотных помех.
Указанная цель достигается тем, что в аналоговый интегрирующий вычислитель введены два сигнальных интегрирующих усилителя, два инвертирующих усилителя и масштабный блок, причем третий и четвертый сигнальные интегрирующие усилители и второй инвертирующий усилитель соединены последовательно, выход второго инвертирующего усилителя подключен
: y(t) =Х h(t — т) 1(т) йт =-I(0,42-0,5cos — (t — т)+ 4. 0,08соЖ(1-т) ) f (т) дт В момент времени t = T фиксации значения yт выходного процесса получают ный блок и первый инвертирующий усилитель подключен к первому входу третьего сигнального интегрирующего усилителя, второй вход которого соединен со вхолом аналогового интегрирующего вычислителя. На чертеже изображена схема аналогового интегрирующего вычислителя. Устройство содержиг сигнальные интегрирующие усилители 1 — 4, причем усилители 1 и 3 имеют по два входа, инвертирующие усилители 5 — 7, выходной интегрирующий усилитель 8, ключи 9 и 10 и масштабные блоки 11 — 14. Информационный вход вычислителя подсоединен ко входу третьего сигнального интегрирующего усилителя и через масштабный блок 11 ко входу первого сигнального интегратора. Выход интегрирующего усилителя 8 является выходом вычислителя. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии интегрирующие усили- 20 тели 1, 2, 3, 4 и 8 обнулены. В момент времени t =0 ключи 9 и 10 замыкаются, задавая начало интервалу наблюдения сигнала. В момент времени t = Т эти же ключи размыкаются. Интервал наблюдения заканчивается и на выходе интегратора 8 фиксируется значение выходного процесса. Весовая функция ("окно") ингегрального преобразования финитна в интервале (О, Т) и четна относительно центра Т/2 этого интервала. Частотная характеристика вычислителя представляет собой сумму пяти нормированных сдвинутых относительно друг друга функций отсчетов. Уровень. подавления боковых лепестков частотной характеристики зависит от выбранных значений коэффициентов передачи А, В, С, О масштабных блоков 11, 12, 13 и 14 соответственно и может превысить 57 дБ или за счег расширения на 45 процентов полосы прозрачности, или за счет такого же увеличения цлительности наблюдения сигнала. При нулевых начальных условиях выражение передаточной функции H(S) вычислителя как линейной системы имеет вид H(S) = A/(S(S +B)j+C/(S(Sô+O)1, 45 где S — оператор одностороннего преобразования Лапласа; (-1/S) — передаточная функция идеального интегратора. При А =0,5 (2я/Т) ; В = (2я/T) ; . C =. 50 = 0,08(4я/Т) и 0 = (4л/Т) соответствующая H(S) импульсная переходная функция h(t) за- ° писывается как з42- 0 5СОБ — +О,О8СОВ Т 4) О<С . Т 55 Г 2f(сц иначе, O УТ = у (t — т) = -((0,42 — 0,5cos Т т + 0,08cos — т ) f (т) 6т. а Итак, аналоговый интегрирующий вычислитель вычисляет интеграл за интервал времени Т от произведения входного сигнала на весовую функцию которая с точностью до знака представляет известное "окно" Блекмана. Функция ц(т) отлич ная от нуля лишь в интервале (О, Т), что обеспечивается принципом действия устройства. Для соответствующего "спектрального окна" Блекмана характерен малый уровень М = 1,25. ° l0 з боковых лепестков частотной характеристики при М ° Т = 5,6. По сравнению с прототипом уровень боковых лепестков часто гной характеристики снижается в 5 раз за счет увеличения на 45 процентов или времени Т наблюдения сигнала, или ширины М З главного лепестка частотной характеристики. Уровень первых боковых лепестков снижается в 8 раз за счет увеличения или параметра Т, или параметра И1 только на 15 процентов. Кроме того, здесь не используются блок перемножения и генератор вспомогательного 40 сигнала весовой функции. Здесь учтена конечная длительность Т интер. вала наблюдения сигнала, обеспечиваемая клю - О 42-О, сов — (, +оовсов — c J О ссст -(.— 2< 4К т т иначе о, Формула изобретения Аналоговый интегрирующий вычислитель, содержащий первый и второй последовательно соединенные сигнальные интегрирующие усилители, выход второго сигнального интегрирующего усилителя подключен через первый ключ к первому входу выходного интегрирующего усилителя, второй вход которого через первый масштабный блок соединен с выходом второго ключа, первый вход первого сигнального интегрирующего усилителя через второй масштабный блок подключен ко входу вычислителя, а выход второго сигнального интегрирующего усилителя через последовательно соединенные третий масштабный блок и первый инвертирую723600! Составитель Сопунова Техред М.Петко KoÐЫToÐ Я.Веселовская Редактор А. Кравченко Заказ 929/15 Тираж 751 Подписное 11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откръггий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ Филиал ППП "Патент". r. Ужгород, ул. Проектная, 4 щий усилигель подключен ко второму входу первого сигнального интегрирующего усилителя, отл ичающийс я тем, что, с целью повышения точности интегрирования в условиях действия сосредоточенных по спектру низкочастотных помех, в него введены третий и четвертый сигнальные интегрирующие усилители, г второй и третий инвертирующие усилители и четвертый масштабный блок, причем третий и четвертый сигнальные интегрирующие усилители и второй инвертирующий усилитель соединены последовательно, выход второго.инвертирующего усилителя подключен ко входу второго ключа, выход четвертого сигнального интегрирующего усилителя через последовательно соединенные четвертый масштабный блок и третий инвертирующий усилитель подключен к первому входу третьего сигнального интегрирующего усилителя, второй вход которого соединен со входом аналогового интегрирующего вычислителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Агизим А. М. и др. Об одном классе селективных преобразований. Сб. "Отбор и передача информации", Киев, "Наукова думка", К 24, 1971, с; 46-49. 2. Бахтиаров Г. Д. и Тищенко А. Ю. Реализация устройств цифровой обработки сигналов на основе алгоритма БПФ. "Зарубежная радиоэлектроника", й= 9, 1975, с. 71 — 98. 3. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2496236/18-24, кл. 6 06 G 7/18, 1977 (прототип);
