Усреднитель Советский патент 1974 года по МПК G06F15/34 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при оценке математического ожидания случайного процесса.

Известны усреднители, содержагцие усилитель постоянного тока с конденсатором.

Однако в таких усреднителях погрешность увеличивается пропорционально времени усреднения.

Целью изобретения является повышение точности работы.

Эта цель достигается тем, что основной вход усреднителя подключен к его выходу через два последовательно соединенных резисторов. Общая точка резисторов соединена с входо.м усилителя через ключ, управляющий вход которого через преобразователь «напряжение - скважность подключен к дополнительному входу усреднителя.

Схема усреднителя приведена на чертеже.

Схема построена на усилителе постоянного тока 1 с конденсатором 2 в цепи, параллельной усилителю, и имеет основной 3 и дополнительный 4 входы, на которые поступают усредняемый сигнал (УвхГО и сигнал Ut, моделирующий время. Вход 3 и выход 5 схемы соединены цепью из двух последовательно включенных резисторов 6 и 7, общая точка которых соединена с входом усилителя 1 через ключ 8, пепь управления которого через преобразователь напряженна - скважность 9 соединена с дополнительным входом 4.

Можно показать, что выходное напряжение схемы t/Bbix(0 равно среднему значению входного, а ощибка, вызванная э.д.с. дрейфа, не зависит от времени (при постоянной э.д.с.)

t

Bux()()afA

(1)

где С - емкость конденсатора, а /

ток (2) через конденсатор, причем

Ч + а (при открытом КЛЮЧС)

О(при закрытом ключе)

Учитывая, что при открытом ключе

вх (О - др

(3) (4)

И

; в1.|.х (t) -

2

R

где др - потенциал входа усилителя, обусловленный э.д.с. дрейфа;

R - сопротивление резисторов 6, 7, получим

J вх(0 + в.х().х(

(

(5)

30

где (t) -скважность работы ключа (отношение времени, в течение которого ключ открыт, к периоду.)Преобразователь 9, на вход которого поступает сигнал, моделирующий время, обеспечивает изменение скважности |(0 обратно пропорционально времени

O-f ,

л.где К - постоянная.

Тогда формула (5) перепишется в виде /

-. В.(( 7)

BwxCO

t

CR К 1

после диффеЪТ

откуда, полагая

ренцирования и перегруппировки членов получим

и,, (t) ( + внх () + . (8)

После интегрирования, учитывая, что др const, придем к выражению

t

вых (О -- - уj « (f) dt + . (9) о

Полученная формула подтверждает, что схема является усреднителем, а погрешность, обусловленная э.д.с. дрейфа, не зависит от времени усреднения. Масштаб среднего, как следует из формулы (9), равен масштабу входного сигнала, что исключает необходимость введения входного аттенюатора и обратных масштабных преобразований.

В качестве преобразователя «напряжение - скважность может быть использован преобразователь время-импульсной системы пере.множения.

Предмет изобретения

Усреднитель, содержащий усилитель постоянного тока с конденсатором в цепи обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы, основной вход усреднителя подключен к его выходу через два последовательно соединенных резистора, обшая точка которых соединена с входом усилителя через ключ, управляющий вход которого через преобразователь напряжение - скважность подключен к дополнительному входу усреднителя.

в,