Дифференцирующее устройство Советский патент 1977 года по МПК G06G7/18 

1

Изобретение относится к обг.асти автомагикя и аналоговой вычислительной техники.

Известны дифференцирующие устройства, использующие интеграторы для получения производных или приращений. В ряде этих устройств производная вычисляется MeToaoNi неявной функции, интегратор в этом слу-чае размещается в цепи обратной связи дифференцирующего контура |lj , Этим; устройствам свойственна плохая фильтрация шумов действующих у верхней границы дифференцируемых частот.

Наиболее близким к изс ретению по технической сущности является дифференцирующее устройство, содержащее два интегратора 2 .

На интеграторах накапливаются скользящие средние значения входного сигнала, вычисленные для соседних отрезков времени, смещенных на время задержки. Разност интегральных значений сигнала соответствует производной,

к недостаткам устройства следует отнести, во-первых у неточность определения среанего значешгя на интервале , 1,

обусловленн то, с одной стороны, неточностью выполнения операции интегрирования, а с другой - сложностью создания точных аналоговых линий задержки; во-вторых, наличие аддитивной составляющей погрешности, обусловленной первоначальным зарядом емкости интегратора, вознтсающим при включении схемы.

Целью изобретения является повыщение точности дифференцирования и упрощения, устройства.

; Достигается это тем, что в устройство введены две аналоговые запом1шающие ячейки, подключенные к выходам соответствующих интеграторов, и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющшч и входами аналоговых запоминающих ячеек, первые входы интеграторов подключены к источнику дифференцируемого напряжения, вторые входы интеграторов подключены к выходу первой анапоговой запоминающей ячейки, третий вход второго интегратора подключен к выходу второй анапоговой запоминающей ячейки. На чертеже дана функциональная схема устройства -. В ее состав входят интеграторы 1, 2, аналоговые запоминающие ячей ки 3, 4, генератор 5 таш-овых импульсов, источник 6 дифференцируемого напряжения. Устройство работает следующим образом И конце каждого такта преобразования, сов падающего с шагом дискретизации, задаваемого генератором 5, аналоговые запоминаю щие ячейки 3, 4 запоминают выходные напряжения интеграторов. Напряжение на интеграторе 1 к концу )ft, -ого такта будет равно %л,,,-41 (5 Bx - Dt-4«H,)-t,(l Т(н-1) где Н- - номер такта, /t 1,2.... , t -постоянная интегрирования. При условии Т u,dt. Т(и-11 Напряжение на интеграторе 2 к концу w -г такта будет .равно fj T(w-l) dt-JМянт-ЯГ вх 8к T(N-1)Т(м-2) Из выражения (3) следует, что предлагаемое устройство выполняет операцию диф ференцирования со сглаживанием. Введение новой совокупности признаков позволяет повысить точность дифферениирования и упростить схему, : Повышение точности достигается, во-пер вых, за счет того, что :В предлагаемом уст ройстве первоначальные заряды емкости интегратора возникающие при включении схемы, и адритиБНью сххзтавлягаощие аналого; вой запомиН1ающей; ячейки, отрабатываются в один такт (за счет об|эатной связи) в то время как у . устройства-прототипа ана логичные явления вызывают весьма сушест венную по величине адди1Гивную составляющ погрещности, ликввдация которой достигается путем усложнения схемы введение схемы установления начальных условий интеграторов); во-вторых, предлагаемое устройство не содержит аналоговых линий задержки, что значительно способствует повышению точности дифференцирования;, в-третьих, в предлагаемом устрЬйстве точность определения среднего значения входной величины за интервал времени Т определяется стабильностью суммирующих резисторов интегратора и не зависит от значения интегрирующей емкости, тогда как в устройстве-прототипе такая зависимость имеет место. Преимущество предлагаемого устройства особенно ярко проявляется при работе в области :. низких и инфранизких частот. Формула изобретения Дифференцирующее устройство, содержащее два интегратора, отли:чающ е е с я тем, что, с целью повышения точности дифференцирования и упрощения устройства, в Него введены две аналоговые запоминающие ячейки, подключенные к выходам соответствующих интеграторов, и Генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющими входами аналоговых запоминающих ячеек, первые входы интеграторов, подключены к источнику диффе- ренцируемо1 о напряжения, вторые входы интеграторов подключены к выходу первой аналоговой запоминающей ячейки, третий вход второго интег-ратора подключен к выходу вто.ррй рапрговой запоминающей ячейки, Источники .информации,, принятые во внимание при .ascnepiriiae: 1.Патент США № 3710234, кл. Q 01 Т 19/12, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 316098, М. клГО 06 Q- 7/18, 1970.