ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1971 года по МПК G06G7/18 

Изобретение относится к области автоматики и приборостроения и служит для получения информации о производных по времени от медленно изменяющихся сигналов, содержащих высокочастотные помехи.

Известны дифференцирующие устройства, выполненные по схеме линейного фазоопережающего фильтра второго порядка. Отмеченные устройства, сглаживая высокочастотную помеху, дифференцируют сигнал с ошибкой, определяемой знаменателем передаточной функции дифференцирующего устройства.

Предлагаемое дифференцирующее устройство отличается от известных тем, что оно предполагает наличие канала, содержащего оператор второго порядка, реализуемый на дифференциаторах, подчеркивающих помехи, и нелинейный элемент типа «ограничение, введение которого позволяет нолучать производные по времени без подчеркивания помехи и уменьщения точности дифференцирования.

Блок-схема предлагаемого дифференцирующего устройства представлена на чертеже.

Она состоит из блока / незащищенных от помех дифференциаторов, состоящего из двух носледовательно соединенных малоинерционных дифференциаторов, построенных на базе рещающих усилителей с последовательно соединенными активным сопротивлением и емкостью во входной цепи и активным сопротивлением Б цепи обратной связи; нелинейного элемента 2 типа «ограничение, выполненного на базе решающего усилителя с диодами в цепи обратной связи; инерционного звена 3 первого порядка, реадизованного на базе операционного усилителя с параллельно соединенными активным сопротивлением и емкостью в цепи обратной связи и активным сопротивлением во входной цепи; сумматора 4, выполненного на базе операционного усилителя с активными сонротивлениями в цепи обратной связи и в.ходной цепи; интегрирующего звена 5, выполненного на базе операционного усилителя с емкостью в цепи обратной связи и активным сопротивлением во входной цени. Дифференцирующее устройство работает следующим образом.

В отсутствие помехи входной сигнал одновременно поступает на вход фазоопережающего контура второго порядка, образованного

элементами 3-5-4 и имеющего передаточР

ную ф нкцию , и на блок комТр - + р-г1

иенсируюпхего канала.

Выход блока / формирует передаточн ю функцию Тр- + , необходимую для компенсации инерционности контура 3-5-4.

следнего. При этом на выходе блока 3 получается сигнал, пропорциональный производной но времени от входной величины.

При наличии помех элемент 2 ограничивает высокочастотные составляющие, содержащиеся во входном сигнале и подчеркнутые элементом 1. На сумматор 4 поступает в этом случае постоянная величина, и компенсации инерционности (знаменателя передаточной функции) фазооперелч;ающего фильтра пе происходит. Контур 3-5-4 выполняет при этом свою обычную роль сглаживающего высокочастотные помехи линейного фильтра второго порядка.

В зависимости от наличия или отсутствия во входном сигнале высокочастотных помех структура дифференцирующего устройства соответствует либо структуре фазоопережающего фильтра второго порядка, либо структуре реального дифференциатора.

Предмет изобретения

Дифференцирующее устройство, содержащее фазоопережающий фильтр второго порядка на операционных усилителях, отличающееся тем, что, с целью повыщения помехозащищенности, он содержит блок малоинерционных дифференциаторов первого порядка и нелинейность типа «ограничение, причем входная клемма устройства соединена с одним нз входов фазоопережающего фильтра второго порядка и через последовательно соединенные блок малоинерционных дифференциаторов первого порядка и нелинейность типа «ограничение - со вторым его входом.