Дифференцирующее устройство Советский патент 1989 года по МПК G06G7/18 

гЦ Дп г

ел

о

СХ)

to

4 Од

3. 150

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах управления для исследования низкочастотных процессов, Цель изобретения - повышение точности дифференцирования.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство содержит входы 1-3, первый и второй ключи 4, 5, Т-триг- гер 6, КЗ -триггер 7, дифференциальный усилитель 8, элемент 9 задержки, первый и второй запоминающие конден - саторы 10, 11, третий, пятый, четвер тый и шестой ключи 12-15, первый и второй элементы И 16, 17, аналого- цифровой преобразователь (АЦП) 18, запоминающий регистр 19, выход 20.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал, представляющий собой напряжение постоянного тока произвольной формы, подается на ин-- формационный вход .1 устройства. Так- товый импульс с выхода внешнего генератора поступает на шину устройства и устанавливает триггер 6 по счетному входу и триггер 7 по S-входу, причем на их прямых выходах устанав- ливаются сигналы 1, которые поступают на элемент И 16.

Сигнал с прямого выхода триггера 6 поступает на управляющий вход ключ 4, который подключает входной сигнал с входов 1 и 2 устройства к выводам конденсатора 10. Сигнал с инверсного выхода триггера 6 поступает на управляющий вход ключа 5, которьй отключает вход 1 устройства от пер- вого вывода конденсатора 11. Таким образом, конденсатор 10 заряжается до уровня входного напряжения в течение интервала времени после появления тактового импульса на входе 3 устройства. Конденсатор 11 сохраняет значение входного напряжения преды- дующего такта работы. Выходной сиг-. нал с элемента -16 поступает на управляющие входы ключей 13 и 14, кото рые подключают первые выводы конденсаторов 10 - 11 к прямому и инверс- .ному входам дифференциального усилителя 8 соответственно. Выходной сигнал дифференциального усилителя 8 поступает на информационный вход АЦП 18.

Кроме того, тактовые импульсы поступают на элемент 9 задержки, выходной сигнал которого,задержанный на время переходных процессов работы ключей 4, 5, 13 и 14,запускает АЦП 18

По окончании времени преобразования сигнал с управляющего выхода АЦП 18 поступает на управляющий вход регистра 19 и R-вход триггера 7. Двоичный код с информационных выходов АЦП 18 переписывается в запоминающий регистр 19, ас выхода регистра 19 поступает на выход 20.

На выходе триггера 7 устанавливается сигнал О. При этом первые выводы запоминающих конденсаторов 10 и 11 через ключи 13 и 14 отсоединяются от входов дифференциального усилителя 8.

На следующем такте работы устройства происходит заряд конденсатор 1 через ключ 5, Напряжения с первых выводов конденсаторов 10 и 11 через ключи 12 и 1.5, которые управляются сигналом с выхода элемента 17 совпадения, подаются на входы дифференциального усилителя 8. Причем полярность на его выходе остается неизменной, Далее повторяется цикл аналого- цифрового преобразования, описанньй в предыдущем такте дифференцирования

Таким образом, в любой момент времени конденсаторы 10 и 11 заряжены до напряжений, соответствующих входному напряжению для моментов времени, отстоящих друг от друга на время одного такта. Напряжение на выходе дифференциального усилителя 8 пропорционально разности напряжений на конденсаторах 10 и II, I

Преимущества в точности устройства обусловлены как более точным циЬ- ровым преобразованием разностного сигнала, так и отсутствием выбросов напряжения на выходе дифференциального усилит.еля от переходных процессов, возникающих при перезаряде запоминающих .конденсаторов,из-за вре- менного разделения процессов коммутации и аналого-цифрового преобразования.

Формула изобретения

Дифференцирующее устройство, содержащее два запоминающих конденсатора, первые обкладки которых соединены с шиной нулевого потенциала, а вторые, обкладки соответственно

через первый и второй ключи - с информационным входом устройства, Т- триггер, счетный вход которого соединен с шиной задания тактовых импульсов, а прямой и инверсный выходы соединены соответственно с управляющими входами первого и второго ключей, дифференциальный усилитель, третий и четвертый ключи, о т л и - чающееся тем, что, с целью повышения точности дифференцирования, в него введены RS-триггер, аналого-цифровой преобразователь, запоминающий регистр, элемент задержки, два элемента И, пятый и шестой клю- чи, при этом вторая обкладка первого запоминающего конденсатора соединена через третий ключ с инвертирующим а через четвертый ключ - с неинверти рующим входами дифференциального усилителя, вторая обкладка второго запоминающего конденсатора соединена через пятьй ключ с инвертирующим, а через щестой - с неинвертирующим входами

дифференциального.усилителя, выход которого соедякен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, информационный выход которого через запоминающий регистр соединен с выходом устройства, шина задания тактовых импульсов соединена с S-вхо- дом RS-триггера и через элемент задержки - с входом синхронизации аналого-цифрового преобразователя, выход Конец преобразования которого соединен с входом записи запоминающего регистра и с R-входом RS-триггера, выход которого и прямой выход Т-триггера соединены с входами первого элемента И, выход RS-триггера и инверсный выход Т-триггера соединены с входами второго элемента И, выход первого элемента И соединен с управляющими входами четвертого и пятого ключей, а выход второго элемента И - с управляющими входами третьего и шестого ключей.

Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения - повышение точности дифференцирования. Устройство содержит входы 1-2, шину 3 нулевого потенциала, ключи 4, 5, Т - триггер 6, RS - триггер 7, дифференциальный усилитель 8, элемент задержки 9, запоминающие конденсаторы 10, 11, ключи 12-15, элементы И 16, 17, аналого- цифровой преобразователь 18, запоминающий регистр 19, выход 20. На выходе устройства формируется код приращения входного сигнала, равный разности напряжений, запоминаемых последовательно на конденсаторах 10 и 11. В выходном сигнале устранены погрешности, связанные с выбросами напряжения при перезаряде запоминающих конденсаторов. 1 ил.