Дифференцирующее устройство Советский патент 1988 года по МПК G06G7/18 

11

Изобретение относится к аналогово вычислительной технике и может использоваться для определения произвоной входного сигнала.

Цель изобретения - упрощение.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит генератор 1 развертывающего напряжения, переключатель 2, сумматор 3, первый 4 и второй 5 нуль-органы, элемент ИЛИ 6, трггер 7, одновибратор 8 и элементы И 9 и 10.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал X(t) поступает на первый вход первого нуль-органа 4 и через сумматор 3, в котором суммируется с напряжением смещения Х, поступает на первый вход второго нул органа 5, Одновременно с поступлением входного сигнала происходят запус генератора 1 развертывающего напряжения и установка триггера 7 в исходно состояние. Исходному состоянию триггера 7 соответствует наличие сигнала 1 на его выходе.Этот сигнал устанавливает переключатель 2 в состояни при котором на второй вход первого нуль-органа 4 подается с прямого выхда генератора 1 линейно возрастающее напряжение, а на второй вход второго нуль-органа 5 подается с инверсного выхода генератора 1 линейно уменьшающееся напряжение. Максимальная величина смещенного входного сигнала

0

5

5

О

0

5

Сигнал с выхода нуль-органа 4 поступает также на счетный вход триггера 7, перебрасывая его. На выходе триггера 7 устанавливается нулевой потенциал, соответствующий отсутствию сигнала. Изменение потенциала на выходе триггера 7 приводит к срабатыванию переключателя 2, в результате которого прямой выход генератора 1 соединяется с вторьм входом второго нуль-органа 5, а инверсный выход генератора 1 соединяется с вторым входом первого нуль-органа 4.

При равенстве смещенного входного сигнала, поступающего с выхода сумматора 3 на первый вход второго нуль- органа 5, и линейно возрастающего напряжения, поступающего с прямого в ыхода генератора 1, нуль-орган 5 срабатывает. Сигнал с выхода нуль- органа 5 через элемент ИЛИ 6 поступает на счетный вход триггера 7, перебрасывая его в состояние, при котором на выходе триггера 7 присутствует сигнал 1. Сигнал с выхода триггера 7 поступает на управляю|ций вход переключателя 2, вызывая его срабатывание, после чего на второй вход первого нуль-органа 4 подается линейно возрастающее напряжение, а на второй вход второго нуль-органа -5 подается линейно падающее напряжение.

На вход одновибратора 8 сигнал с выхода нуль-органа 5 не проходит, так как элемент И 10 закрыт сигналом с вьЕХода триггера 7.

Если в интервале времени между срабатываниями нуль-органов 4 и 5 вход

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может использоваться для определения производной входного сигнала. Цель изобретения - упрощение. Устройство содержит генератор 1 развертывающего напряжения, переключатель 2, сумматор 3, первый и второй нуль-органы 4,5, элемент ИЛИ 6, триггер 7, одно- вибратор 8, элементы И 9,10. Производная вырабатывается в результате сравнения смещенного и несмещенного входных сигналов с двумя линейными развертывающими напряжениями (прямым и инверсным) и сопоставления полученных интервалов между моментами равенства с заданным интервалом. 2 ил. сл

должна быть меньше половины амплитуды „д сигнал уменьшается, второй нуль- развертьшающего напряжения.

орган 5 срабатывает раньше окончания импульса на выходе одновибратора 8. Это приводит к тому, что в интервале времени между срабатыванием второго нуль-органа 5 и задним фронтом импульса на выходе одновибратора 8 на выходах триггера 7 и одновибратора 8 одновременно присутствуют сигналы высокого уровня, которые открывают элемент И 9. Длительность импульса на выходе элемента И 9 соот- ветствует приращению входного сигнала в период времени между срабатываниями нуль-органов 4 и 5, т.е. производной входного сигнала.

При равенстве входного сигнала и линейно возрастающего развертывающего напряжения нуль-орган 4 срабатывает. Сигнал с выхода нуль-органа 4 через элемент ШШ 6 и элемент И 10, открытый сигналом с выхода триггера 7, поступает на вход одновибратора 8. Длительность импульса Т на выходе одновибратора 8 определяется величиной смещающего напряжения XCM и крутизной развертывающего напряжения

TS

X

см I

где

TS период развертывающего напряжения.

„д сигнал уменьшается, второй нуль-

орган 5 срабатывает раньше окончания импульса на выходе одновибратора 8. Это приводит к тому, что в интервале времени между срабатыванием второго нуль-органа 5 и задним фронтом импульса на выходе одновибратора 8 на выходах триггера 7 и одновибратора 8 одновременно присутствуют сигналы высокого уровня, которые открывают элемент И 9. Длительность импульса на выходе элемента И 9 соот- ветствует приращению входного сигнала в период времени между срабатываниями нуль-органов 4 и 5, т.е. производной входного сигнала.

Если Б интервале времени между срабатываниями нуль-органов 4 и 5 входной сигнал увеличивается, второй нуль-орган 5 срабатывает после окончания импульса на выходе одновибрато ра 8. Следовательно, при наличии сигнала на выходе одновибратора 8 на выходе триггера 7 сигнал отсутствует, поэтому в интервале времени между задним фронтом импульса на выходе одновибратора 8 и срабатыванием второго нуль-органа 5 элемент И 9 закры и информация о величине приращения входного сигнала в интервале времени между срабатываниями нуль-органов 4 и 5 на выход устройства не поступает.

Следовательно, дифференцирование уменьшающегося входного сигнала производится с помощью линейно возрастающего напряжения. При равенстве смещенного входного сигнала и линейно падающего напряжения нуль-орган 5 срабатывает. Сигнал с выхода нуль- органа 5 через элемент ИЛИ 6 и открытый сигналом с выхода триггера 7 элемент И 10 поступает на вход одно- вибратора 8, на выходе которого появляется импульс.

Сигнал с выхода нуль-органа 5 поступает также на вход триггера 7, перебрасывая его в нулевое состояние Изменение состояния триггера 7 приводит к срабатыванию переключателя 2 в результате которого на второй вход первого нуль-органа 4 с инверсного выхода генератора 1 поступает линейно падающее напряжение, а на второй вход второго нуль-органа 5 с прямого выхода генератора 1 поступает линейно возрастающее напряжение.

При равенстве входного сигнала X (t) , поступающего на первый вход первого нуль-органа 4, и линейно падающего напряжения, поступающего с инверсного выхода генератора 1 на второй вход первого нуль-органа 4, нуль- орган 4 срабатывает. Сигнал с выхода нуль-органа 4 через элемент ИЛИ 6 поступает на вход триггера 7, перебрасывая его в состояние, при котором на выходе триггера 7 появляется сигнал. Изменение состояния выхода триггера 7 приводит к срабатыванию переключателя 2, управляющий вход которого соединен с выходом триггера 7 Вследствие срабатывания переключателя 2 на второй вход первого нуль- органа 4 с прямого выхода генератора 1 поступает линейно возрастающее напряжение, а на второй вход второго нуль-органа 5 с инверсного выхода

- т

. ,

.

линейно па3651004

генератора 1 поступает дающее напряжение.

На вход одновибратора 8 импульс с выхода нуль-органа 5 не проходит, так как элемент И 10 закрыт сигналом с выхода триггера 7.

Если в интервале времени между срабатываниями нуль-органов 4 и 5 вход- 10 ной сигнал X (t) уменьшается, нуль- орган 5 срабатывает после окончания импульса на выходе одновибратора 8. Следовательно, при наличии сигнала на выходе одновкбратора 8 на выходе . 15 триггера 7 сигнал отсутствует, поэтому в интервале ьремени между задним фронтом импульса на выходе одновибратора 8 и срабатыванием второго нуль- органа 5 логический элемент И 9 20 закрыт, и сигнал о величине приращения входного сигнала X(t) в интервале времени между срабатываниями нуль- органов 4 и 5 на выход устройства не поступает.

25 Если в интервале времени между срабатываниями нуль-органов 4 и 5 входной сигнал увеличевается, нуль- орган 5 срабатывает раньше окончания импульса на выходе одновибрато- 30 ра 8. Вследствие этого в интервале времени между срабатыванием нуль- органа 5 и задним фронтом импульса одновибратора 8 на первом входе элемента И 9 присутствует сигнал с выхода триггера 7, на втором входе элемента И 9 присутствует сигнал с вы.- хода одновибратора 8. Элемент И 9 открыт, и на выход устройства поступает импульс, длительность которого соответствует приращению входного сигнала X(t) в интервале времени между срабатываниями нуль-органов 4 и 5.

Следовательно, дифференцирование возрастающего входного сигнала X(t) производится с помощью линейно падающего напряжения. В последующих циклах измерения порядок работы устройства повторяется.

На временных диаграммах (фиг.2) представлены состояния выходов нуль- органов 4 и 5, триггера 7, элемента И 10, одновибратора 8, элемента И 9 при увеличении входного сигнала (а) и при уменьшении входного сигнала (б).

35

40

45

50

55

Знак производной входного сигнала X(t) может быть определен (например, с помощью дополнительного триггера) по принадлежности выходного сигнала

к первой или второй половине периода развертки.

Формула изобретения

Дифференцирующее устройство, содержащее сумматор и первый нуль-орган, первые входы которых соединены с информационным входом устройства, второй вход сумматора соединен с шиной напряжения смещения, а выход - с первым входом второго нуль-органа, триггер, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемен- та И, одновибратор, элемент ИЛИ, второй элемент И и генератор развертывающего напряжения, отличающее- с я тем, что, с целью упрощения.

устройство содержит переключатель, через которьй второй вход первого нуль- органа соединен с прямым или инверсным выходами генератора развертывающего напряжения, а второй вход второго нуль-органа - с инверсным или прямым выходами генератора развертывающего напряжения, выходы первого и второго нуль-органов через элемент ИЛИ соединены со счетным входом триггера и с вторым входом первого элемента И, выход которого через одновибратор соединен с первым входом второго элемента И, прямой выход триггера соединен с вторым входом второго элемента И и с управляющим входом переключателя , выход второго элемента И является выходом устройства.