Дифференцирующее устройство Советский патент 1982 года по МПК G06G7/18 

Изобретение огносигся к aHanoroBoff вычислительной технике и может найти применение в информационно-измерительных и автоматизированных системах управ ления, а также в цифровых приборах специального и универсального назначения. Известны цифференцирующие устройства В которых проиавоцная опрецеляется как разность интегральных значений вхоаного сигнала, взятых на соседних интервалах 1 и 121 . Известно устройство, соцержащее два блока скользящего усреднения, выполненных на интеграторах и ajsejvieHTax задержки, и блок вычитания 1. Недостаток такого устройства - невысокая точность. Наиболее близким по технической сущности к предложенному является дифферен цируюшее устройство, содержащее два интегратора с подключенными к их выходам запоминающими ячейками и генератор так товых импульсов, выход котфого соединен с управляющими входами запомшшющих ячеек 2, Недостаток этого устройства заключается в сложности схемы и в .наличии попэеищюсти неточности записи напряжения интеграторов в запоминающие яче11Ки, а также в налич1.га аддитивной се ставлязощей погрешности, сбусловленной щэейфом нуля 1татеграторов, причем данные погрешности полным весом входят в преобразования дифференцирую- шего устройства. Цель изобретения упрощение и повышение TO4IiOCTK. Цель достигается тем, что в диффе- .решшрующем 1стройстве, содержащем ова интегратора, первый инвертирующий вхоц первого интегратора явл1яется вхо- aoN устройства, выход первого интегратора соединен с информационным входом запом1шающей ячейки, управляющий вход которой соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход - с инвертирукяцим входом второго интеграахн392pa и с вторым инверитруютаим зхоасМ пе рвого ипгогр.пгоргэ, вых.оц второго интегратора coeoHHRi). с неинйергируготим вхоцом первого интегратсра. Первый raireiparop выпоплен нп one- рационном усилиге/ю, межоу нтторгирующим входом и выходом которого включен первый интегриру саций конденсатор между неинверпфуюшим вхоцг м операциошго го угилигеля и 1ииной нулевого потендиала включен второй тштегрирующий кон денсагор, межоу инвертирующимт-i Exoaa- ми интегратора и инвертирующим входом операционного усилителя, Q также между неинвертирующим входом интегратора и неинвертирующим входом операниоююго ухзилителя включены соответствующие масштабирующие резисторы, причем вы-ход операционного усилителя является выходом интегратора. На чертеже представлена блок-схема дифференцирующего устройства, Дифс|)еренцирующее устройство содер™ жит интеграторы I и 2, запоминающую ячейку 3, генератор 4 тактовых импульсов, операционный усилитеш 5 интегри рующие конденсаторы 6 и 7,, масштабирующие резисторы 8-10, Устройство работает следующим обра зом. В конце каждого такта преобразования, задаваемого генератором 4 тактовых импульсов, в запоминающую я чейку 3 записывается нагтряжение с интегратора 1, которое формируется в течение такта, путем интегрирования входного напряжения Ug и напряже:ния с вь1хода интегратора 2„ Напряжение на вь ходе miTerpaTopa 1 в конце п -го такта равно t 4 l llll:: п ИНТИ . т. i а т Г Чь где tgj - постоянная времени интеграто ра 1 для входного адф|:)ерен цируемого напряжения t, - постошпьая времени тггегрп--- тора 1 по цепи обратной свя зи; tCfj - посто5гннпя времени интетратора 2| TlA - пост1:1ятптпя времени ингегра- торя t по )Пiвepт тpyющe гy 4 Г(ри ВЫ|ТОЛ}1еПИИ условий: gj Tifi-jf,:; т , I -IT/J формула (1) ггряобразуогся в виц .1 в реальных условиях работы на imтегрвторах 1 и 2 в момент включения МОlyт быть к не нулевые нача/ьнью условия, Оанако благодаря тому, что интеграторы охвачены отрицательной обратной связью, происходит списывание начальных условий в течение двух первых тактов работы. Повышение точности достигается , вопервыхд ав счет того, чтр уменьшается погрешность из-за неточности заштси напряжения в аналоговые, запоминающие ячейки путем уменьшения их общего количества {с овух до одной): во вгсрых, существенно уменьшается влияние аддитивной составляющей погрешности, обусловленной дрейфом нуля второго интегратора Если в устройстве-прототипе арейф нуля второго интегратора входит в функцию пресйразования с полным весом, то в п| едложе шрм устройстве он существенно уменьшен. Это объясняется введением общей от- рицатеш ной обратной связи, охватывающей интеграторы I и 2, Преимущества предлагаемого устройства наиболее полно проявляются при работе в области низких и инфранизких частот, где влияние дрейфа нуля miTerpaторов, гочн;ости записи и хранения в аналоговых запоминающих ячейках на точность наиболее существенно. изобретения 1, Дифференцирующее устройство, содержащее цва инте газатора, первый инвертирующий вход первого интегратора является входом устройства выход первого интегратора соецинен с информационным входом запоминающей ячейки, управлякг-т щий вход которой соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а вьосод с инвертирующим входом второго интегратора и с вторым инвертирующ11 4 входом первого интегратора, отличающееся тем, что, с Целью угч:)оишния и повышения точносги, выход втсрого ifflTer- рагфа соединен с неинвергируюишм входом первого интегратора.

2, Устройство по п. t, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, первый интегратор выполнен на операционном усилителе, межцу инвертирующим вхоцом и выходом которого йслючен первый интегрирующий конденсатор, между неинвертируюшим входом операционного усилителя и шиной нулевого потенциала включен второй интегрирующий конденсатор, между инвертирующими входамл интегратора и инвертирующим входом оп ационного усилителя, а также между неинвертирукщим входом интегратора и и еин вер тирующим вхоцом операционного усилителя включены соответствующие масштабирующие резисторы, причем выход операционного зуили- теля является выходом интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N 316098, кл;д Об Q 7/18, 197О.

2, Автфское свидетел ьство СССР № 57754О, кл. G 06 G 7/18, 1976 (прототип).