Дифференцирующе-сглаживающее устройство Советский патент 1982 года по МПК G06G7/18 

(54) ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕ-СГЛАЖИВАЮШЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к аналоговой |вычиспитепьной технике и предназначено для определения производной медпенно меняющихся сигналов, засоренных шумами Известно аналогичное устройство, содержашее блоки скользящего усрецнения, выполненные на элементах задержки, интеграторах и блоках вычитания, и сумматор 1. Недостаток устройства - невысокая точность и наличие запаздывания в формировании производной, равного интервалу усреднения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является диффе ренш1руюше-ч;глаживакяцёе устройство, В котором производная представляется интегралом, взятым на конечном интервале, от произведения входного сигнала и центрированной пилообразной функции, период которой равен интервалу интегрирования 2 Время запаздывания в формировании производной составляет в нем половину периода, однако значение производной о новляется один раз в период, поэтому динамическая точность устройства невысока. Цепь Изобретения - повышение динамической точности. Поставленная цепь достигается тем, что дифференцирующе-сглаживающее устройство, содержащее блок умножения, первый вход которого является входом устройства, второй вход соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход блока умножения соединен с неинвертирующим входом интегратора, выход которого через первый ключ соединен с входом первого запоминающехх элемента, и формирователь импульсов, через который выход генератора пилообразного напряжения связан с управляющим входом первого ключа, дополнительно содержит нуль-орган, вто{юй ключ, пербклюиатепь и сумматор, причем выход интегратора через второй ключ связан с входом второго запоминакшего элемента, выходы перюго и второго запоминающих эпементов соединены с входами сумматора и через перекпючатепь с инвертирующим входом интегратора, выход формирователя импульсов соединен с первым управляк юйшм входом перектиочатепя; выход генератора пилообразного напряжения через нунь-орган соединен с первым управпяювшм входом второго ключа и с вторым управляющим входом переключателя, а выход сумматора является выходом устройства. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Усгройство содержит блок 1 умножения, интегратор 2, ключи 3 н 4,зацоминающие элементы 5 и 6, сумматор 7, переключатель 8, нуль-орган 9, формирователь 10 импульсов, генератор 11 пилообразного напряжения, вход 12, выход 13 устройства. Устройство рабо.тает следующим образом. Генератор 11 вырабатывает периодическое линейно возрастающее напряжение с 11улевым средним значением. Произведечие входного сигнала и напряжения генератора 11, проинтегрированное на интервале, равном одному периоду генератора 11; представляет собой сглаженную оценку производной. В середине очередного пертода генератора 11, когда его напряжение достигает нулевого значения, срабатывает нупь орган 9, При этом напряжение интегратора 2. через замкнутпый на короткое время ключ 3 поступает на запоминающий элемент 5, а с его выхода через переклю чатель 8, также Ьработавщий от нуль-оркгава 9, подается на инвертирукяаий вход интегратора 2. Коэффициент интегратора 2 по инвертирующему входу равен , где Т - период генератора. Благодаря этому процесс интегрирования сигнала на следующем полупериоде ин вариантен к накопленному до этого на интеграторе напряжению. Аналогично в конце периода ср батъ вает формирователь 10 импулх сов, на ко короткое время замыкая ключ 4 именяя цоложение переключателя 8. В результате напряженке, оёразующееся на нитеграторе 2 в . полупериоде, тоже не зависит от предысторти процесса. Таким образом, в запоминающих элементах 5 и 6 фиксируются значения swuext)at 5U)u,()a. гдес1 |сЗ - коэффициент интегратора по неинвертирующему входу; 5С) - пилообразная функция, изменякщаяся в диапазоне; d, ) - входной сигнал. Сигнал на выходе сумматора 7 представляет оценку производной на интервале Т, которая обновляется с дискретностью Т/1. Величина запаздывания в фор Рр производной также составляетТ/а. ° Технико-экономический эффект от использования изобретения определяется поиьпнением динамической точности фогширования производной при незначительвь1Х аппаратурных затратах. Формула изобретения Днфференцируюше гпаживаюшее уст1ройство, содержащее блрк умножения, вход которого является входом уст- ройства, второй вход соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, rf выход блока умножения соединен с неинвертирующим входом интегратора, выход которого через первый ключ соединен с входом первогЧ) запоминающего элемента. и формирователь импульсов, через который выход генератора пилообразного напряжения связан с управляющим входом Первого ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения динамической точности, оно дополнительно содержит нупь- н ан, второй .ключ, переключатель,и сумматор, причем шаход интегратора через втсфой ключ связан с входом, второго запоминающего элемента, выходы первого и второго запомииакшшх элемеитов соединены с входами сумматора и через переклю1чатепь с инвертирукицим входом интегратора, вьтход формирователя импульсов соединен с первь1м управлякшим входом переключателя, выход генератора пилообразного напряжения через нуль-орган соединен с управляющим входом, второгр ключа и с вторым управляк щим входом перекпючатепя, а выход c ftA-матора является выходом устройства. Источники ннфсфмации, принятые,во внимание при эксвертизе 1.Авторское свидетеЛство СССР № 316О98; кл, q 06 q 7/18, 1970. 2,Авторское свидетепьртво СССР по заявке № 2930487, кя.q. 06 Q 7/18. 1980 (прототип).

V-X

12,

f