Устройство для дифференцирования медленно изменяющихся электрических сигналов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКОМУ СВ ТИЛЬСТВУ

° Союз Советскик

Социалистических

Республик

{u>877568 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (53)M lCaз (22) Заявлено 150280 (21) 2883221/18-24 с присоединением заявки Hо (23) Приоритет

G 06 G. 7/182

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.1081.Бюллетень 40 (53) УДК 681. 35 (088. 8) Дата опубликования описания 3010.81 (72) Авторы изобретения

Н.Н.Зацепин,В.Ф.Силюк,И.И.Малько, Н.Н.Науменко и В.Ь,.Тр сов

"=- ь: ),у н," т 1 1 а

/ Ц, в

Отдел физики неразрушающего контроля АН Белорусской.,CCP . и Белорусский политехнический институт (71) Заявителва (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ МЕДЛЕННО

ИЗМЕНЯЮЩИХСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к вычислительной и контрольно-измерительной технике.

Известно устройство, в котором приращение, соответствующее производ-; ной, получается вычитанием интегралов входной функции, взятых на соседнкх равных интервалах времени 1 .

Недостаток устройства — невысокая точность при наличии помех, частотиый спектр которых хотя бы частично пере крывает спектр полезного сигнала. наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для дифференцирования, со- тз держащее блок вычитания, входы которого связаны с входом устройства непосредственно и через блок запаздывания, с выполнением последнего на магнитной ленте (23.

Недостаток устройства заключается в невозможности изменения.его частотного диапазона соответственно изменяющимся частотным свойством сигнала,25 из-за чего точность дифференцирования может ухудшиться.

Цель изобретения — расширение састотного диапазона при сохранении точности. 30

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее блок вычитания, блок запаздывания, содержащий кольцевую магнитную ленту, записывающую и две считывающие головки, и три усилителя, вход устройства через первый усилитель соединен с запи-. сывающей головкой, а выход первой считывающей головки через второй усилитель связан с первым .входом блока вычитания, содержит третью и четвертую считывающие головки, коммутатор, ключ, блок переключения масштаба, селектор временных интервалов, сглаживающий фильтр, первый переключатель и реле, при этом выходы второй, третей и четвертой считывающих головок . через коммутатор связаны с входом третьего усилителя, выход которого через ключ связан с вторым входом блока вычитания„ выход которого .через сглаживающий фильтр подключен к входу селектора временных интервалов и к входу блока переключения масштаба, выход которого является выходом устройства, стробирующий выход второго усилителя соединен с управляющим входом ключа, вход первого переключа, теля.соединен с шиной управляющего на-.пряжения, выходы первого переключате877568 ля соединены соответственно с обмоткой реле и с тремя управляющими вхо-. дами коммутатора, соединенными с соответствующими управляющими входами блока переключения масштаба и через замыкающие контакты реле — с соответствующими выходами селектора временных интервалов.

С целью расширения функциональных возможностей путем фиксации напряжения производной устройство содержит второй переключатель, через который 10 вход первого усилителя соединен с входом устройства и с выходом переключателя масштаба.

На чертеже представлена блок-схема устройства. !5

Устройство содержит усилитель 1, переключатель 2, записывающую головку 3, магнитную ленту 4, лентопротяжный механизм 5 с приводом 6, считывающие головки 7, коммутатор 8, ключ 2О

9, усилители 10 и 11,сглаживающий фильтр 12, блок 13 вычитания, селектор 14 временных интервалов, блок 15 переключения масштаба, переключатель

16, реле 17. Позициями 18-23 обозначены положения переключателей 2 и

16, 24 — выход устройства, 25-27 контакты реле 17.

VcTpoAcTBo работает следующим образом.

ЗО

При положении переключателя 2 в положении 18 входное напряжение 0э поступает на вход усилителя 1, имеющего выход по переменному току, а затем на записывающую головку 3.Магнит- З ная лента 4 перемещается в зазорах головок, и параллельно с записью информации осуществляется ее считывание системой считывающих головок 7, расположенных на некотором расстоянии 40 друг от друга. Сигнал первой головки

7„ считывания через усилитель 10 поступает на вход блока 13 вычитания, на неинвертирующий вход которого через коммутатор 8, усилитель 11 и 4 электронный ключ 9 поступает сигнал одной из головок 7 -74, для исключения влияния дрейфа нуля вычитание осуществляется на переменном токе: напряжение с выхода усилителя 11 про- 0 ходит . через ключ 9 только в те моменты времени, в которые поступает напряжение с выхода усилителя 10.

На выходе блока 13 появляется раэностный сигнал, пропорциональный про- иэводной входного сигнала. После сглаживания пульсаций в фильтре 12 и трансформации масштаба в переключате ле 15 масштаба сигнал производной поступает на выход. Положение пере- Щ ключателя 16 изменяется в зависимости от частотных свойств дифференцируемого сигнала. При этом происходит смена головки 7 считывания и, соответственно, времени запаздывания. 65

Учет изменяющегося масштаба производной осуществляется воздействием сигнала переключателя 16 на блок 15.

Если необходима запись значения производной на магнитную ленту, то сначала осуществляется .запись входного сигнала на магнитную ленту при положении 18 переключателя 2, а потом в положении 22 осуществляется дифференцирование нходного сигнала и одновременная запись значения производной на магнитную ленту.

Если входной сигнал периодичен с быстро и случайно изменяющимися (в некотором диапазоне) значениями периодов, то переключатель 16 устанавливается н положение 23, реле 17 замыкает контакты, и переключение головок 7 осуществляется автоматически сигналами с выходов преобразователя 14, у которого возбуждается один иэ выходов в зависимости от периода сигнала производной.

Побочное свойство устройстна,определяемое свойствами магнитной ленты, заключается в фильтрации импульсных (высокочастотных) помех при малой скорости ее протяжки.

Технико-экономический эффект заключается н том, что устройство обеспечивает исключение влияния высокочастотных помех без использонания интегратора, автоматическое или ручное переключение постоянной времени дифференциатора расширяет частотный диапазон, стабилизируя периодическую погрешность на заданном уровне.

Формула изобретения

1. Устройство для дифференцирования медленно изменяющихся электрических сигналов, содержащее блок вычитания и блок запаздывания, содержащий кольцевую магнитную ленту, записывающую и дне считывающие головки, и три усилителя, вход устройства через первый усилитель соединен с записывающей голонкой, а выход первой считывающей головки через второй усилитель связан с первым входом блока вычитания, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона при сохранении точности, устройство содержит третью и четвертую считывающие головки,коммутатор, ключ, блок переключения масштаба, селектор временных интервалов, сглаживающий фильтр, первый переключатель и реле, при этом выходы второй, третьей и четвертой считывающих головок через коммутатор связаны с нходом третьего усилителя, выход которого через ключ связан с вторым входом блока вычитания, выход которого через сглаживающий фильтр подключен к входу селектора временных интервалов и к входу блока переключе877568

Составитель Г. Осипов

Редактор В.Петраш Техред Ж.Кастелевич Корректор A. Гриценко

Заказ 9618/75 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ния масштаба, выход которого являет- ся выходом устройства, стробирующий выход второго усилителя соединен с управляющим входом ключа, вход первого переключателя соединен с шиной управляющего напряжения, выходы первого переключателя соединены соответственно с обмоткой реле и с тремя входами коммутатора, соединенными с соответствующими управляющими входами блока переключения масштаба и через замыкающие контакты реле — c соответствующими выходами селектора временных интервалов.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет фиксации напряжения производной, устройство содержит второй переключатель, подвижный контакт которого соединен с входом первого уси. лителя, а неподвижные контакты соответственно соединены с входом устройства и с выходом блока переключения масштаба.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Приборы и техника эксперимента", 1974, М 1, с. 136.

2.. Авторское свидетельство СССР

9 128156, кл. G 06 G 7/18, 1959 (прототип).