Дифференцирующее устройство

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1ц903902 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.05.80 (2! )2923234/18-24 (51)М. Кл. с присоединением заявки .)Й—

G 06 G 7/18

Гооударстаеииый комитет (23) Приоритет (53) УДК681,335 (088.8) по делаи изобретений и открытий

Опубликовано 07.02.82. Бюллетень РЙ 5

Дата опубликования описания 07.02.82 (72) Авторы изобретения

Ю. К. Дмитриев и В. A. Зубре (71) .Заявитель (54) ДИФФЕРЕНL(HF УЮШЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического регулирования.

Известны дифференцирующие устройства, основанные на сравнении запомнен5

° ных мгновенных значений сигнала в тактовые моменты времени. Одно из них содержит два входных ключа, запоминающие конденсаторы и дифференциальный уси лите пь (1 ). то

Однако выходной сигнап устройства является знакопеременным, что затруд« няет ет:о испопьзование в ряде систем.

Наибопее бпнзким к предпагаемому

1$ ро технической сущности является дифференцируюшее устройство, содержащее два запоминающих конденсатора, соединенных с входом через первый и второй управпяемые кпючи, первый и второй дифференциальные усипитепи, триггер, третий и четвертый управляемые ключи и два переходных конденсатора, при этом первые обкладки запоминающих кондеисаторов подкпючены к соответствующим входам первого дифференциального усипитепя, выход которого через третий и четвертый управляемые ключи связан с соответствующими входами второго дифференциального усилителя, выходы триггера соединены с управпяюшимн входами первого и второго управляемых ключей через соответствуюшие переходные конденсаторы, а с управпяюшнми входами третьего и четвертого управляемых кпючей — непосредственно. Известное устройство позволяет получить выходной сигнал в виде напряжения постоянного тока f 2).

Однако в выходном сигнале устройства присутствуют выбросы напряжения противоположной попярности, возникающие при перезаряде запоминающих конденсаторов. Кроме того, управление входными ключами с помощью экспоненциапь ных импульсов, попучаюшихся при перезаряде переходных конденсаторов через входное сопротивление ключей, не позво903 902 ляет попучить стабипьного времени замыкания входных кпючей и стабильной фазы размыкания кпкчей. Это приводит к нарушению симметрии переменного напряжения с выхода первого цифференциапьного усипитепя и K иупьсациям выходно-. го напряжения устройства с частотой п >у . Нестабильность и разброс параметров цепейзаряда запоминающих конденсаторов затрудняет испотпьзование из- to вестного устройство и качестве пифференциатора огиба> >шс и амплитудно-модулированного входного сигнапа, а счабое подавпение сиифазио> о сигиапа в дифференциапьном усииитепе и его дрейф мо- 15 гут привести к амипитудной модупяции выходного сигнапа.

Uem» изобретения — повышение точности и помехоустойчивости.

Llem достигается тем, что дифференцируюшее устройство. содержашее первый и второй запомииак>шие конденсаторы, первые обкпадки которых соединены с первой входной u .èíîé, вторые обкпадки запоминающих конденсаторов соединены с соответствую.ними входами. пифференциапьного усипитепя и с BblxGQQMH первого и второго кпк>чей, и триггер, допопнитепьно содержит два эпемента И, эпемент ИЛИ-НЕ, фипьтр высоких ч>астот, фазовый детектор, третий кпюч, третий запоминающий конденсатор, фазоврашатепь, формирователь импульсов и зарядный резистор, через который вторая

35 входная шина связана с входами первого и второго кпючей, выход дифференциального усилитепя связан через фипьтр высокой частоты с первым -входом фазового детектора, второй вход которого

40 подкпючен к выходу триггера, первый выход фазового детектора через третий кпк>ч, а второй выход непосредственно соединены с обкпадками третьего запоминающего конденсатора и с соответству45 юшими выходными шинами устройства, вход фазов раша те ля подк пюче н к ши не задания тактовой частоты, а выход фазоврашатепя через формирователь импупьсов к счетному входу триггера и к первым входам элементов И, вторые входы

50 которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера, выходы эпементов И соединены с управпяюшими входами первого Ъ второго кпючей, а также с соответствующими входами эпемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с управпяюшим входом третьего к пюча.

На чертеже представпеиа схема предпагаемого устройства.

Устройство содержит ключи 1 и 2, дифференциапьнь.й усипитень 3, фицьтр

4 высоких частот, фазовый детектор 5, ключ 6, эпементы И 7 и 8, эпемент

ИЛИ-НГ 9, триггер 10, формироватепь

11 импупьсов, фазоврашатепь 12, входной резистор 13, запоминаюшие конденсаторы 14-16. Позицией 17 обозначена шина задания тактовой частоты.

Устройство работает спедуюшим образом.

Входной сигнал через резистор 1.3.и ключи 1 и 2, замыкаюшиеся поочередно с частотой 1тс Кт /-, поступает »а конденсаторы 14 vпи 15, образуюшие с резистором 13 интегрирующую цепочку. Ее постоянная времени соизмерима а дпитепьностьк>.импупьсов записи, открывающих кпючи 1 и 2. Это способствует подавпению входных импупьсных помех.

С конденсаторов 14 и 15 попеременно изменяющиеся ступенчатые напря>кения поступают на вход дифференциапьного усилитепя 3, на выходе которого образуется переменное напряжение прямоу го пь ной формы с фронтами, опреде пяемыми постоянной времени цепи заряда запоминающих конденсаторов 14 и 15.

Поспе фипьтрации напряжения. дрейфа и синфазной помехи дифференциально о уси питепя 3 переменное напряжение поступает на вход фазового детектора 5, на другой вход которого подается опорное напряжение прямоугопьной формы с выхода триггера 10. На выходе фазового детектора 5 образуется постоянное напряжение, пропорционапьное скорости изменения входного сигнала, имеюшее выбросы напряжения противопопожной попярности. На время действия этих выбросов напряжения кпюч 6 размыкается и на конденсаторе 16, подкпюченном к выходу устройства, "хранится" предыдущее значение напряжения.

Импульсы записи вырабатываются формироватепем 11 и распредепяются трит гером 10 через эпементы И 7 и 8 попеременно на кпючи 1 и 2.Импульс, управпяюший размыканием кпюча 6, образуется на выходе элемента ИЛИ-НЕ 9.

Б сцучае дифференцирования огибак шей амппитудно-модупированного входного сигнапа на шине 17 подается несущая частота е входного сигнала пибо, при необходимости1ц г,/2 и с /3, и т.д.

5 90

Фазоврашатепь 12 при этом служит дпя совмешения во времени выходного импульса формироватепя 11 с необходимым участком входного сигнапа, например с максимумом синусоиды входного сигнапа.

Смена полярности выходного напряжения производится иодкпючением входа опорного сигнапа фазового детектора 5 к другому выходу триггера 10.

Технико-aKoHoMHqecKHN эффект от использования изобретения обусловлен повышением точности и помехозашишенности при дифференцировании сигналов постоянного и переменного тока.

Форму па изобретения

Дифференцируюшее устройство, содержашее первый и второй запоминаюшие конденсаторы, первые обкпадки которых соединены с первой входной шиной, вторые обкладки запоминаюших конденсаторов соединены с соответствуюшими входами дифференциапьного усипитепя и с выходами первого и второго кпючей и триггер, о т и и ч а ю ш е е с я тем, что, с цепью повышения точности и поь ехоустойчивости, устройство допопнительно содержит два эпемента И, эпемент ИЛИ-НЕ, фильтр высоких частот, фазовый детектор, третий кпюч, третий запоминающий конденсатор, фазовраша3902 6 тель, формироватепь импупьсов и зарядный резистор, через который вторая входная шина связана с входами первого и второго кпючей, выход. дифференциапь-" ного усипитепя связан через фильтр высокой частоты с первым входом фазово- го детектора, второй вход которого подкпючен к выходу триггера, первый выход фазового детектора через кпюч, а второй выход непосредственно соединены с обкладками третьего запоминаюшего кон денсатора и с соответствуюшими выходными шинами устройства, вход фазовра» шатепя подключен к шине задания тактовой частоты, а выход фазоврашатепя через формироватепь импупьсов — к счеч ному входу триггера и к первым входам эпементов И, вторые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера, выходы эпементов И соединены с управпяюшими входами первого и второго кпючей,а также с соответствуюшими входами эпемента

ИЛИ- НЕ, выход которого соединен с упр равпяюшим входом третьего кпюча. !

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Акцептованная заявка Великобритании N 1310572, кп. G4G, опубпик.

30 1973.

2. Авторское свидетепьство СССР

No 608173, кп. 9 06 G 7/18, 1976 (прототип).

903 902

Составитель Г. Осипов

Редактор В. Иванова Техред M.Рейвес Корректор О. Билак

Заказ 125/32п Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фипиап ППП "Патент", r. Ужгород, уп. Проектная, 4