Устройство для дифференцирования монотонных функций

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДНЕЯЬСТВУ

Союз Советскик

Социа»нстнческнх

Республик (ц>911551 (61) Дополнитель»ое к авт. св»д-ву (5l)Nt. Кл, (22) Заявлено 13.06.80 (2! ) 2984199/18-24

С, 06 С 7/18 с присоединен»ем заявк» Ж(23)Пр»оритет1ЬеудерствепМ ке»итет

СССР ее аелаи изобретение и еткрнтек (сто) УДК 681.335 (088;8) Опубликовано 07.03.82. Бюллетень М 9

Дата опубликования описания 07.03.82

/ (72) Авторы изобретения

10. А. Бер и А. А. Греткипов (76) Заявитель

-. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНБИРОВАНИЯ МОНОТОННЫХ

ФУНКБИЙ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено в системах обработки неоднократно воспроизводимого сигнала.

Известно устройство дпя дифферейирования, содержашее блок вычисления прира- Е шений, блок сравнения модуля, усилитель, генератор импульсов управляемой частоты, частотомер, индикатор знака- и источник напряжения уставки.

Устройство выполнено в виде системы, 10 стабилизации величины разности между двумя дискретными значениями входного сигнала путем изменения частоты управляемого генератора. Частота следования

15 импульсов, генератора пропорциональна абсолютной величине производной „13.

Укаэанное устройство обладает недо.статком, так как метод численного диффе»ренцирования вносит известное противоречие: уменьшение шага аргумента усиливает влияние прнсутствуюшнх случайных помех, а его увеличение снижает точность дифференцирования.

Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому является устройство для дифференцирования, в котором производная определяется делением вели чины прирашения функции на величину интервала, на котором это нрира определяется (2",1.

Недостаток1 . известного устройства также заключается в наличии противоре чия между требованиями точности диффе» ренцирования и фильтрации помех.

Бель изобретения - повышение помехоустойчивости и увеличение точности диффе. ренцирования.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для дифференцирования мо нотонных функций, содержашее источник дифференцируемого сигнала и блок деления, содержит генератор линейно изменя юшегося напряжения,,сумматор, блок on .ределения момента экстремума, блок ум ножения, инвертор, блок памяти, формиро ватель импульсов, счетчик, цифроаналого вый преобразователь, блок сравнерия и

3 91155 ключ, при этом выход источника днфферен» цируемого сигнала соединен с первым входом. сумматора, вь.ходы сумматора и генератора линейно изменяющегося напряжения соединены с соответствующими входами блока умножения, выход которого подключен к входу блока определения момента экстремума, выход сумматора соединен с первым входом блока деления, выход которого через инвертор сое- !й динен с первым .информационным входом блока памяти, выход блока определения момента экстремума соединен с вторым входом блока деления, с вторым информационным входом блока памяти и с вхо- 13 дом формирователя импульсов, выход которого соединен с управляющим входом блока памяти, со счетным входом счетчика и через ключ с запускающими входа ми источника дифференцируемого сигнала и

l генератора линейно изменяющегося нап ряжения,установочный вход счетчика соединен с шиной начального значения, выход счетчика соединен с первым входом блока сравнения и через цифроаналоговый преобраэова-23 тель вторым входом сумматора, второй вход блока сравнения соединен с шиной задания конечного значения, а его выход - с управляющим входом ключа, вы ход блока памяти является выходом устройства.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 дифференцируемого сигнала, генератор 2 ли3S нейно изменяющегося напряжения, сумматор 3, цифроаналоговый преобразователь

4, блок 5 умножения, блок 6 определения момента экстремума, блок 7 деления, инвертор 8, блок 9 памяти, формирователь

10; счетчик 11,блок 12 сравнения, ключ 13. Позицией 14 обозначена шина задания начального значения, позицией 15 - шина задания конечного значения.

Устройство реализует алгоритм вида

ХЬ о)+с

o= ф

О где Х Ь). — дифференцируемая функция;

Ф. е - точка экстремума функции; произвольная IIoctoQHHssl, Изменяя .. C и определяя соответствующие значения, to, определяют значение производной по приведенной зависимости.

Устройство работоспособно дпя функции любого вида, кроме

С1

ХЬ) = — — е

1 4

Для участка монотонности исходной функции легко узнать пределы изменения

С нз приведенной зависимости, задавая приближенные значения производных на. концах участка монотонности.

Устройство работает в режиме повторяющихся вычислений.

После первого запуска источника 1 и генератора 2 (цепи ручного пуска не показаны) оно работает автоматически. Диапазон изменения постоянной С, а вместе с ним и диапазон изменения аргумента задается установлением .на шинах 14 и

15 начального и конечного значения содержимого счетчика 11.

При следующем каждом запуске устройства дополнительное смешение исследуемого сигнала обеспечивается за счет увеличения на единицу содержнмо1=о счет- . чика 11 и соответствующего увеличения выходного напряжения цифроаналогового преобразователя 4.

В блоке 5 умножения вырабатывается вспомогательная функция t) момент экстремума которой фиксируется в блоке

6. Частное от деления смещенного сигнала X(t)+C. на время достижения экстремума после инвертирования поступает

s блок 9 памяти, где и фиксируется по команде, вырабатываемой формирователем 0. Одновременно блок 9 памяти фиксирует и соответствующее значение аргумента.

Одновременно выходной импульс формирователя 10 через ключ 13 обеспечивает следующий запуск устройства. При достижении в счетчике 11 конечного значения срабатывает блок 12 сравнения и блоки» рует цепь дальнейшего запуска, размыкая ключ. 13.

Технико-зкономический эффект от использования изобретения определяется повышением качества дифференцирования для случаев, когда имеется возможность неоднократного воспроизведения исс ледуемой, функции. о

Ф ормупа изобретения

Устройство для дифференцирования монотонных функций, содержащее источник дифференцируемого сигнала и блок деления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и увеличения точности дифференцирования, оно содержит генератор линейно изменяющегося напряжения, сумматор, блок определения момента экстремума, блок умножения; инвертор, блок памяти, формирова911551

Составитель Г. Осипов

Редактор B. Петраш Техред С.Мигунова ° К екто М. Демчик орр р

Заказ 1 131/42 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ ГосударственнОГО комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал!И1П Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тель импульсов, счетчик, цифроаналоговый преобразователь, блок сравнения и ключ, при этом выход источника дифференцируемого сигнала сОединен с первым входом сумматора, выходы сумматора и 5 генератора линейно изменяюшегося напряжения соединены с соответствуюшими входами блока y Míîæåíèÿ, выход которого подключен к входу блока определения момента экстремума, выход сумматора сое- 1О дипел с первым входом блока деления, вы« ход которого через инвертор соединен с первым информационным входом блока памяти, выход блока определейия момента экстремума соединен с вторым входом блока деления, с вторым информационным входом блока памяти и с входом форми рователя имйульсов, выход которого соединен с управляюшим входом блока памяти, со счетным входом счетчика и через ключ с залускакииими входами источника дифференцируемого сигнала и генератора линейно изменяюшегося напряжения, установочный вход ечетчика соединен с ши» ной начального значения, выход счетчика соединен с первым входом блока сравнения и через цифроаналоговый преобразователь с вторым входом сумматора, второй вход блока сравнения соединен с шиной задания конечного значения, а его выходс управляюшим входом ключа, выход бло ка памяти является выходом устройства.

Источники информаций, принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР

N. 442484, кл. Gj 06 Cj 7/18, 197 ».

2. Волков-Власюк О. Б. Эксперимен тальные методы в автоматике. Машино строение", 1969, с. 349 (прототип).