Дифференцирующий фильтр Советский патент 1977 года по МПК G06G7/18 

(54) ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩИЙ ФИЛЬТР

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в адаптивных системах управления и специализированных вычислителных lamiuiax.

Известны дифференцирующие фильтры, ос нованные на периодическом вычислении приращения входного сигнала.

Один из них содерлшт дифференцирующий усилитель, подключенный к интегратору, и ключи в цепях обратной связи усилителей

14- .

Его недостатком является ограниченная точность и отсутствие регулируемого сглаживания .так как после каждого такта перезаписи выходной сигнал сбрасывается в нуль.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является дифференцирующий фильтр, содержащий первый усили- тель с подключенным к его входу первым масштабирующим резистором, первый переключатель, соединенный с выходом усилителя, первый аналоговый запоминающий блок, вход которого связан с замыкающим

контактом первого перекпючатепя,а выхсщ с входом первого усипитепя, и второй масщтабирующий резистор, вкпюченный между размыкающим контактом первого перекпючатепя и входом первого усипигеля 2.

Однако это устройство имеет ограниченные функциональные возможности из-за того что поспе каждой перезаписи предыдущее значение приращения сбрасывается в нупь и, таким образом, отсутствует возможность получения необхоцимых фильтрующих свойств

Цель: изобретения - обеспечение регулировки передаточной функции в щироких пределах достигается тем, что дифференцирующий фильтр дополнительно содержит второй усилитель с третьим масщтабирующим резистором, подключенным к его входу, второй переключатель, соединенный с выходом второго усилителя, второй аналоговый запомнающий блок, вход которого связан с размыкающим контактом второго переключателя, a выход - с входом второго усилителя, четвертый масштабирующий резистор, включенный между замыкающим контактом второго пере(елючателя и входом второго усилителя, трегий и чегвергый переключатепи и включенный мажцу ними переменный масштабирующий реэисгор, при эгом замыкающий конгакг гретье го перекпючагепя соединен с вхо/ьом первого усипигепя, а размыкающий - с входом вгорого усипигепя, размыкающий контакт четвертого переключателя соединен с размыкающим контактом первого перек ючатеяя, а замыкакищий контакт- с замыкающим контактом второу го перекггючатепя первый и третий масшт;аби«До рующие резисторы подключены к входу фипьт ра, а общий вывод переменного масштабирующего резистора и четв-ртого переключателя является выходом фильтра.

На чертеже представлена схема предл&- , женного дифференцирующего фильтра.

Устройство содержит усилители 1, 2 ана поговые запоминающке блоки 3,4 переключатели 5-8, масштабирующие резисторы 912, переменный масштабирующий резистор 13

Фильтр работает следующим образом,

В исходном положении переключателей блок 3 хранит предыдущее значение функции, а блок 4 отслеживает текущее зна некие алгебраической суммы входного и выходного сигналов 1 -1 х«- ( у. t B,,,, На следующем шаге после переключен переключателей 5-8 в режим слежения пе водится верхняя часть схемы с блоком 3 нижняя часть схемы работает в релшме считывания, в котором ток с выхода блок 4 остается неизменным, равным его значению в конце предыдущего шага. выходной сигнал устройства считывается через контакт переключателя 8 с вы хода усулиталя 2 .и определяется выражением;Уг(1)-) гдeX2(t) - входной сигнал на втором шаг работы устройства; 1,. - выходной ток блока 4, пропор ционалцный запомненному на п вом шаге значению. Учитывая, что цг-КХ , получим gj(i) .-K X;i{-t)-{1-ОС)Хд, , Hj2 ii На следующем шаге после очередного срабатывания переключателей 5-8 выходной сигнал УЗ (-Ь), поступающий с выхода усилителя 1, будет определяться выражениемy3((t)-{l-cC)X2-()X2QL которое может быть выведено аналогично.

Общее выражение для алгоритма, реализуемого в предлагаемом устройстве, имеет видг /1

У„Н)(«()) (-t) , rn

(п 1,2,....О). При сА. О формула (1) принимает вид

y«{ii )-x«.J ,

т, е, устройство работает аналогично известному.

При ct 1 устройство является линейным звеном.

У„(-Ь))

При устройство является дискретным дифференциатором с регулируемым сглаживанием.

При cOl устройство имеет акспоненциально расходящуюся (неустойчивую) импульсную переходную функцию.

Следовательно, фильтр пригоден также и для реализации показательных функций.

25 Формула изобретен и я Дифференцирующий фильтр, содержащий первый усилитель с подключенным к его ходу первым масштабирующим резистфом,, ервый переключатель, соединенный с вы,ходом усилителя, первый аналоговый запоминающий блок, вход которого связан с замыкающим контактом первого переключа- теля, а выход - с входом первого усилителя, и второй масштабирующий резистор., включенный между размыкающим контактом первого Переключателя и входом первого усилителя, отличающийся тем, что, с целью обеспечения регулировки передаточной характеристики фЙ1Ьтра в широ ких пределах, дифференцирующий фильтр дополнительно содержит второй усилитель с третьим масщтабирующим резистором, подключенным к его входу, второй переключатель, соединенный с выходом второго усилителя, второй аналоговый запоминающий блок, вход которого связан с размыкающим контактом второго переключателя, а выход - с входом второго усилителя, чет юртый масштабируюш.ий резистор, включенный между замыка оишм контактом второго переключателя и входом второго усилителя, третий и четвертый переключатели и, включенный между ними переменный масштабирующий резистор, при этом замыкаю- ший контакт третьего переключателя соеди- ней с входом первого усилителя, а размыкающий - с входом второго усилителя, раэ

мыкающий контакт четвертого переключателя соединен с размыкающим контактом первого переключателя, а замыкающий контакт - с замыкающим контактом второго переключателя первый и третий масщтабирующие резисторы подключены к входу фильт.ра, а общий вывод переменного масштабирующего резистора и четвертого перекпюча,теля является выходом фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1, Авторское свидетельство СССР jVb 298925, кл. J3 05 В 13/02, 1969.

2.Заявка №2107194/24,Kn.Q 06 G 7/18, которой принято решение о выда- е авторского свидетельства.