Устройство для дифференцирования функций Советский патент 1974 года по МПК G06J3/00 

1

1 Изобретение откосится к об-П ласти автоматики и вычислительной техники и предназначено для дифференцирования функций, заданных в форле частотно-импульсных сигналов.

Известны дифференцирушие устройства, содерсащие два олока скользящего интегрального усреднения и узел вычитания, в которых вход второго блока усреднения подключен к выходу элемента смещения первого блока усреднения,а выходы обоих блоков подключены к входам узла вычитания.

Недостатком таких устройств является невозможность дафференцирования функций невремеиного ар: гумента и подавления высокочастотных случайных и низкочастотных ле жо ческих помех.

Целью изобретения является устранение этих недостатков.

Указанная цель достигается {тек, что в предложенном устройстве элементы смещеня первого н второго блоков усреднен1Я выполнены в виде начальной н конечной секций последовательного трехсек-, ционного регистра, сдвиговый вхож которого соединен с входом текущего значения аргумента. 111жчем сумма числа ячеек средней секцнм и числа ячеек начальной соответствует смещению интервалсв усреднения, кратному величине периода низкочастотной помехи;

На чертеже приведена схема устройства.

Вход I текущего значення

функции соединен с основным входом последовательного регистра 2, состоящего из трех секций 3-5. Цепь продвигающих импульсов региотра 2 соединена с входом 6 текущего значения аргумента через блок 7 изменения масштаба,который может быть выполнен в виде управляемого частотного преобразовате,я. Выходы ячеек секций 3.5 регнстра 2 через элементы 8,9 суммирования состояний ячеек подключены к входам блока вычитания 10, выхо которого соединен с выходом устройства.

Цепи питания элементов суммирования 8,9 подключены к управдаемоглу источнику питания II, управляющий вход которого соединен с входом 12 задания интерзвалов усредаения и их относительного смещения и управляющим входом блока,

Устройство работает следующим образом.

Текущее значение функции i форме частотно-импульсного сигнала поступает на вход регистра 2, образованного ячейками с двумя Устойчивыми состояниякш, В цепь продвигающих импульсов регистра 2 поступает последовательность импульсов, частота которых соответствует текущему значению аргумента.

При поступлении последовательности импульсов с частотой, пропорциональной текущему значению функции, каждый импульс этой последовательности записывается в первой ячейке регистра (ячейка из состояния О переводится в состояние I) и последовательно; переносится в последующие ячейки со скоростью, соответствующей текущему значению аргумента частота продвигающих импульсов выбрана более высокой, чем максимальное значение частоты, соответствующей текущему значению функции).

Текущее значение числа ячеек секций регистра 2 (например, секции 3), находящихся в состоянии I соответствует значению интеграла функции на интервале,определяемом соотношением масштабов частотных сигналов функции и аргумена а и числом ячеек в данной секции регистра. Значение этого интеграла представляется на выходе элемента 8 в форме напряжения постоянного тока в масштабе,зависящем от указанных соотношений, а также от величины напряжения питания элемента 8, поступающего от источника питания II.

Таким образом, в устройстве осуществляется непрерывное скользящее интегральное усреднение функции

на интервале, соответствующем прохождению последовательности импульС01,частота которых пропорциональна текущему значению функции.

Текущее значение напряжений, отражающих результаты скользящего интегрального усреднения функций на указанных интервалах, поступает на входы блока вычитания 10. в результате на выход устройства поступает напряжение, соответствующее текущему значению отношения разнос/ти непрерывно-усредняемых на отмеченных интервалах функций к приращению аргумента, т.е. текущему значению производной фу-нкции по непременному аргументу. При этом масшта выходного напряжения определяется соотношением масштабов частот сигналов функций и аргу лента и суммарным числом ячеек в секциях 3 и 4, а в результате скользящего интегрального усреднения функции на указанных интервалах обеспечивается подавление высокочастотных помех.,

Благодаря тому,что число ячеек в секции 4 выбрано тахсим,чтобы сумма этого числа и числа ячеек 1 се1щии 3 с учетом масштаба частоты аргумента соответствовала смещению интервалов усреднения сигнала в основных секциях регистра, кратному величине периода периодической помехи, в устройстве обеспечивается одновременно с подавлением высокочастотных помех подавление периодической помехи, имеющей частоту, близкую к частотам, характеризующим ди(|)ференцируемую функцию.

При синхронизации изменений величин интервалов усреднения и .величины их относительного смещения,обеспечиваемых подачей соответствующего сигнала на вход 12 устройства и текущего значения периода периодической помехи, в устройстве достигается подавление последней и в случае непрерывно изменяющейся частоты помехи (в результате изменения масштаба частотного преобразователя 7 и выходного напряжения источника II питания устройства).Предмет мзобрет 6 н м я

Уотройстю для днффережциро1ания функций, содержащее выход- ной блок вычитания, входы которого соединены с выходами двух блоков скользящего усреднения, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных элементов смещения и суммирования, о т л и ч а ю щ в о с я теи, что, с целью повышения точности дифференцироважя, в ней элементы с&ещения первого и второго блоков скользящего усреднения выполнены соответственно в виде начальной и конечной секций последовательного трехсекционного регистра, сдвиговый вход которого соеданен с входом текущего значения аргумента, а основной - о входом текущего значения функции устройства.

Г