Дифференцирующе-сглаживающее устройство

 

„„911550

Союз Советскин

Социалистическин республик

ОП ИСАКИИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 12.08.80 (21) 2972666/18-24 с присоединением заявки №(23) Пркоритет(5! }М. Кл .

С, 06 Q 7/18

1Ьаудэрстванны3 «аинтет

СССР па йелаи нзабретеннй в аткрытнй

f 53) ЯК 681.335 (088.8).

Опублнковано07.03.82. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 07.03.82 1

I

1

rt .-, 1

I (72) Авторы изобретения

Л. А. Майборода, С. С. Скрябин и В. Д. Батухтин

1 " —— (73) Заявитель (54) ДИФФЕРЕНШЛРУЮЩЕ-СГЛАЖИВАЮШЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для определения производной медленно менявшихся сигналов, засоренных шумами.

Известно аналогичное устройство, содержашее блоки скользящего усредненияия, выполненные на элементах задержки, интеграторах и бпоках вычитания, и сумматор (11.

Недостаток устройства - невысокая точность и наличие запаздывания в фор мировании производной, равного интервалу усреднения.

Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому является диффе . ренцируюше-сгпаживаюшее устройство, в

11 котором производная представпяется интеграпом, взятым на конечном интервале, от произведения входного сигнапа и центрированной пипообразной функции, период которой равен интервалу интегрирования(2)

Время запаздывания в формировании производной составляет в нем половину периода, однако значение производной обновпяется один раэ в период, поэтому динамическая точность устройства невысока.

Бе ь изобретения повышение динамической точности.

Поставпенная цель достигается тем, что дифференцируюше-сгпаживаюшее устройство, содержашее блок умножения,первый вход которого явпяется входом уст ройства, второй вход соединен с выходом генератора пипообраэного напряжения, а выход блока умножения соединен с неинвертируюшим входом интегратора, выход которого через первый кпюч соединен с входом первого запоминаюшего элемента, и формирователь импульсов, через котэ рый выход генератора пилообразного напряжения связан с управпяюшим входом первого ключа, допопнитепьно содержит нуль-орган, второй ключ, перекпк натепь и сумматор, причем выход интегратора через второй ключ связан с входом второго запоминаюшего элемента, выходы первого и второго запоминаюших эпемен911550

3 тов соединены с входами сумматора и через переключатель с инвертируюшим входом интегратора, выход формирователя импульсов соединен с первым управляюйшм входом переключателя, выход генеpampa пилообразного напряжения через нуиь-орган соединен с первым управляющим входом второго ключа и с вторым управляющим входом переключателя, а выход сумматора является выходом уст- to ройства.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок 1 умножения, интегратор 2, ключи 3 и 4, зааоми- 15 нающие элементы 5 и 6, сумматор 7, переключатель 8, нуль-орган 9, формирователь 10 импульсов, генератор 11 пилообразного напряжения, вход 12, выход 13 устройства.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 11 вырабатывает периодическое линейно возрастаюшее напряжение с нулевым средним значением. Произведение входного сигнала и напряжения генератора 1 1, проинтегрированное на интервале, равном одному периоду генератора 11> представляет собой сглаженную оценку производной.

В середине очередного периода генеpampa 1 1, когда его напряжение достигает нулевого значения, срабатывает нупьорган 9, При этом напряжение интегратора 2 через замкнутый на короткое вре-. мя ключ 3 поступает на запоминающий элемент 5, а с его выхода через переключатель 8, также сработавший от нуль-ор гана 9, подается на инвертируюший вход интегратора 2. Коэффициент интегратора

2 по инвертируюшему входу равен а<-т) 1, 40 где Т - период генератора.

Благодаря этому процесс интегрирования сигнала на следующем попупериоде инвариантен к накопленному до этого на ин теграторе напряжению..

Аналогично в конце периода срабатывает формирователь 10 импульсов, на ко:короткое время замыкая ключ 4именяя положение переключателя 8. В результате напряжение, образующееся на интеграторе

2 в следующем, полупериоде, тоже не зависит от предыстории процесса.

Таким образом, в запоминающих элементах 5 и 6 фиксируются значения

nTt

Т

rae d„=> d - коэффициент интегратора по

=3. -3 неинвертируюшему входу;

5() — пилообразная функция, изменяющаяся в диапазоне, Д; J <(<) - входной сигнал.

Сигнал на выходе сумматора 7 представляет оценку производной на интервале т, которая обновляется с дискретностью ТД . Величина запаздывания в формировании производной также составляет Т(l.

Технико-экономический эффект от использования изобретении определяется повышением динамической точности формирования производной при незначительных анпаратурных затратах.

Формула изобретения

Дифференцируюше сгпаживаюшее уст< ройство, содержащее блок умножения, первый вход которого является входом устройства, второй вход соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход блока умножения соединен с неинвертируюшим входом интегратора, выход которого через первый кшоч соединен е входом первог о запоминающего элемента, и формирователь импульсов, через кото рый выход генератора пилообразного напряжения связан с управпякидим входом первого кшоча, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с цепью повышения динамичес» кой точности, оно дополнительно содержит нуль-орган, второй .ключ, переипючатель,и сумматор, причем выход интегратора через второй ключ связан с входом второго запоминающего элемента, выходы первого и второго запоминающих элементов соединены с входами сумматора и через переключатепь с инвертируюшим входом интегратора, выход формироватеО ля импульсов соединен с первым управля юшим входом переключателя, выход гене»

pampa. пилообразного напряжения через нуль-орган соединен с управляющим входом второго ключа и с вторым управляющим входом переключателя, а выход сумматора является выходом устройства.

Источники информации, принятые .во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетел .ьство СССР

hb 316098; кп. (j 06 Q 7/18, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ж 2930487, кл. (06 Cq 7/18.

1980 (прототип).

911560

Составитель Г. Осипов

Редактор В, Петраш Текред Ж,Кастелевич;: Корректор М- Йемчик

Заказ 1131/42 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственньго комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З6, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ун. Проектная, 4