Дифференцирующее устройство Советский патент 1981 года по МПК G06G7/18 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического регулирования. Известно устройство,в котором производная определяется как разность интегральных значений функции взятых на соседних интервалах Ij, которое содержит два интегратора,два запоминающих элемента и генератор ТАКТОВЫХ импульсов. Его недостаток - чувствительность устройства к небольшим отклонениям коэффициентов, устанавливаемых на входах интегратора. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является дифференцирующее устройство, состоящее из инвертора,вход которого является входом устройства, интегратора,вход которого через первый аналоговый ключ подключен к входу устройства, а через второй ключ - к выходу инвер тора, ключа разряда накопительного элемента интегратора, счетного триггера, одновибратора и узла задержки импульса. К выходу интегратора подключен запоминающий элемент, с которого снимается выходной сигнал. Управление ключами и запоминающим элементом осуществляет счетньш триггер, на вход которого поступает опорная частота, равная частоте основной помехи f2. Недостатками известного устройства яьляются недостаточное быстродействие (производная вырабатывается в конце каждого четного интервала) , а также недостаточная точность, связанная с изменениями частоты помехи, . .. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности. Цель достигается тем, что дифференцирующее устройство, содержащее интегратор, выход которого соединен с информационным входом первого запоминающего элемента, формирователь 3 импульсов опорной частоты, выход которого связан через одногибратор с первым элементом задержки, второй запоминающий элемент, второй элемент задержки, преобразователь частоты в напряженке, управляемый усилитель и вычитающий блок,входы которого соединены с выходами соответствующих запоминающих элементов, а выход является выходом устройства, при этом вход управляемого усилителя является входом устройства, выход управляемого усилителя соединен с входом интегратора и с входом формирователя импульсов опорной частоты выход которого через преобразователь частоты в напряжение связан с управляющим входом управляемого усилителя, выход первого запоминающего элемента соединен с информационным входом второго запоминающего элемента, управляющий вход которого соединен с выходом одновибратора, выход первого элемента задержки соединен с управляющим входом первогозапоминаю щего элемента и через второй элемент задержки - с входом сброса интеграто ра. На чертеже изображено предлагаемо устройство. Устройство содержит управляемый усилитель 1, интегратор 2, запоминающие элементы 3,4, вычитающий блок 5, формирователь 6 импульсов .опорной частоты, одновибратор 7, элементы 8,9 задержки, преобразователь 10 час тоты в напряжение. Устройство работает следующим образом. На вход усилителя 1 поступает напряжение (J,, где оно масштабируется соответственно периоду помехи, затем сигнал поступает на интегратор 2,который осуществляет периодическое интегрирование. Команр,а на сброс интегратора 2 в виде нормированного по длительности импульса поступает с элемента 9. Перед сбросом интегратор 2 производится фиксирование значения интеграла в элементе 3 в момент поступления управляющего импульса с элемента 8. Перед этим информация о предьщущем значении итеграла,накопленная на предыдущем интервале времени, переносится в блок 4 по команде, поступающей с одновибратора 7. Таким образом, на выходе блока 5 пблучается сигнал, соответствующи приращению входного напряжения. Фор мирователь 6 вырабатывает импульсы опорной частоты, период следования которых равен периоду основной помехи, содержащейся в сигнале, поступающем на вход.С помощью преобразователя 10 осуществляется автоматическая регулировка усиления в соответствии с изменением интервалов интегрирования для стабилизации коэффициента передачи всего устройства. Технико-экономический эффект от использования изобретения определяется повышением быстродействия и точности при изменяющейся частоте помехи. Формула изобретения Дифференцирующее устройство,содержащее интегратор, выход которого соединен с информационным входом первого запоминающего элемента, формирователь импульсов опорной частоты, выход которого связан через одновибратор с первьм элементом задержки, отличающееся тем, что,с целью повышения быстродействия и точности, оно содержит второй запоминающий элемент, второй элемент задержки, преобразователь частоты в напряжение, управляемый усилитель и вычитающий блок, входы которого соединены с выходами соответствующих запоминающих элементов, а выход является выходом устройства, при этом : вход управляемого усилителя является входом устройства, выход управляемого усилителя соединен с входом интегратора и с входом формирователя импульсов опорной частоты, выход которого через преобразователь частоты в напряжение связан с управляющим входом управляемого усилителя,выход первого запоминающего элемента соединен с информационным входом второго запоминающего элемента,управляющий вход которого соединен с выходом одновибратора,вход первого элемента задержки соединен с управляющим входом первого запоминающего элемента и через второй элемент задержки - с входом сброса интегратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 577540, кл. G06 G 7/18, 1976. 2.Дифференцирующее устройство на базе интегрального широтно-импульсного модулятора..Сб. Широкополюсные устройства СВЧ и системы оптимальной обработки сигналов. НГУ-НЭТИ. Новосибирск, 1976 (прртотип).