Дифференцирующее устройство Советский патент 1981 года по МПК G06G7/186 

1

Изобретение относится к аналоге вой вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычис рительных машинах и устройствах.

Известно устройство, содержащее операционный усилитель, во входной цепи которого включен дифференцирующий конденсатор, а в цепи обратной связи - масштабирующий резистор И.

Недостаток данного устройства заключается в наличии ложного сигнала на выходе усилителя в течение некоторого времени после включения питающего напряжения. Это объясняется тем, что при включении питающего напряжения появляется разность потенциалов между входом устройства и входом операционного усилителя. Эта разность вызывает ток через конденсатор, который, как правило, значительно больше, чем ток, вызываемый изменением входного сигнала. Вследствие этого дифференцирующее устройство входит в состояние насыщения и находится в нем до окончания переходного процесса во входной цепи операционного усилителя.

Наиболее близким по технической зущности к предлагаемому является

дифференцирующее устройство на операционном усилителе с ключами, связанными с входом усилителя. С помощью ключей осуществляется управление режимами работы устройства 21.

Однако, недостаток, связанный с возникновением ложного сигнала на выходе при подаче питающего напряжения, присущ и этому устройству.

0

Цель изобретения - повышение точности за счет устранения ложного выходного сигнала при включении питания.

Цель достигается тем, что диффе5ренцирующее устройство, содержащее первый операционный усилитель, подключенный входгцли питания к положительной и отрицательной шинам питания, сигнальный вход которого соеди0нен с его выходом через первый масштабирующий резистор, а с входом устройства - через первый дифференцирующий конденсатор, и два ключа, содержит два ключевых транзистора, второй

5 операционный усилитель, подключенный входами питания к положительной и отрицательной шинам питания, второй дифференцирующий конденсатор, второй и третий масштабирующие резис0торы, при этом сигнальный вход первого операционного усилителя связан с шиной нулевого потенциала через первый ключевой транзистор, а с выходом - через второй ключевой транзистор, сигнальный вход второго операционного усилителя подключен к положительной i шине питания через последовательно соединенные второй дифференцирующий конденсатор и второй масштабирующий резистор, а к отрицательной шине питания - через третий масштабирующий резистор, выход второго операционного усилителя соединен с управляющими входами ключевых транзисторов. На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство. Устройство содержит первый операционный усилитель 1, первый дифферен цирующий конденсатор 2, первый масштабирующий резистор 3, шины 4 и 5 питания, ключевые транзисторы 6 и 7, второй операционный усилитель 8, вто рой дифференцирующий конденсатор 9, второй 10 и третий 11 масштабирующие резисторы, вход 12 и выход 13 устро ства. Устройство работает следующим образом. При включении питающего напряжени конденсатор 9 начинает заряжаться. Если резисторы 10 и 11 выбраны так, что 6 R , то пока конденсатор 9 заряжается, результирующий ток на входе усилителя 8 положительный, полярность напряжения на выходе усилителя 8 отрицательна, ключи б и 7 открыты. При этом выходной сигнал устройства равен нулю. При уменьшении зарядного тока кон денсатора 9 результирующий ток на входе усилителя 8 станет отрицательным, ключи 6 и 7 размыкаются и one.рационный усилитель 1 начинает работать в обычном режиме дифференцирования входного сигнала. Таким образом, осуществляется авт матическое управление режимом работы диффеЕ1енцирующего усилителя 1, обеспечивающее нулевой уровень напря жения на выходе в течение определенного отрезка времени от. момента вклю чения питания. Продолжительность указанного отрезка времени должна бы такой, чтобы за это время закончился переходной процесс в цепи дифференцирующего конденсатора 2. Продолжительность отрезка определяется следующей зависимостью где Т С(, . Эффективность изобретения определяется повышением точности дифференцирования. Формула изобретения Дифференцирующее устройство, содержащее первый операционный усилитель, подключенный входами питания к положительной и отрицательной шинам питания, сигнальный вход которого соединен с его выходом через первый масштабирующий резистор, а с входом устройства - через первый дифференцирующий конденсатор, и два ключа, отличающееся тем, что, с целью повышения точносТн за счет устранения ложного выходного сигнала при включении питания, оно содержит два ключевых транзистора, второй операционный усилитель, подключенный входами питания к положительной и отрицательной шинам питания, второй дифференцирующий конденсатор, второй и третий масштабирующие резисторы, при этом сигнальный вход первого операционного усилителя связан с шиной нулевого потенциала через первый ключевой транзистор, а с выходом - через второй ключевой транзистор, сигнальный вход второго операционного усилителя подключен к положительной шине питания через последовательно соединенные второй дифференцирующий конденсатор и второй масштабирующий резистор, а к отрицательной шине питания - через третий масштабирующий резистор, выход второго операционного усилителя соединен с управляющими входами ключевых транзисторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Справочник Вычислительная техника. Под ред. Г. Хаски и Г. Корн, т. 1, Энергия, 1964. 2.Урмаев А.С. Основы моделирования на аналоговых вычислительных машинах, 1978, с. 33 (прототип) .