Дифференцирующее устройство Советский патент 1982 года по МПК G06G7/18 

Изобретение относится к анйлого- вой вычислительной технике.

Известно устройство, использундцее для получения производной метод развертывающего напряжения, содержащее генератор линейно изменяющегося развертывающего напряжения, нуль-орган и триггер 1.

Недостаток этого устройства заключается в невысоком быстродействии: для выявления приращения функции требуется два цикла развертки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, в котором производная определяется в одном цикле развертки. Для этого последовательно фиксируются моменты времени, в которые развертывающее напряжение совпадает с несмещенным и со смещенным входным напряжением, а полученный интервал времени сравнивается с заданным интервалом, который получался бы при установленном смещении для сигнала с нулевой производной 2.

Недостаток известного устройства состоит , в том, что, во-первых диапазон измерения производной ограничен крутизной развертывающего напряжения, и, во-вторых, масштаб

представления положительных и отрицательных значений производной раЗличен.

Цель.изобретения - расширение диа пазона измерения производной -и повышение точности.

Указанная цель достигается тем, что дифференцирующее устройство, содержащее генератор развертывающего

10 напряжения, прямой выход которого соединен с первьми входами первого и второго нуль-органов, сумматор, первый вход которого подключен к шине напряжения смещения, а выход 15к второму входу первого нуль-орга на, вход устройства соединен с вторыми входами сумматора и второго нуль-органа/ выход первого нульоргана соединен с нулевым входом

20 первого триггера, выход второго нульоргана - с единичньии входом первого триггера и с входом первого одновибратора, первый элемент И, входы которого связаны с единичным выходом .

25 первого триггера и с инверсным выходом первого одновибратора, а также второй элемент И и элемент ИЛИ, соответствующие входы которого подк.лючены к выходам первого и второго элемен30тов И, содержит третий и четвертый нуль-органы, второй триггер и второй одиовиОратор, инверсный выход генератора развертывающего напряжения соединен с первыми входами третьего и четвертого нуль-органов, вход устройства соединен с вторым входом тре there нуль-органа, а выход сумматора - с вторым входом четвертого нуль органа, выход третьего нуль-органа, соединен с нулевым входом второго триггера, выход четвертого нуль-органа - с единичным входом второго триггера и с входом второго одновиб,ратора, инверсный выход которого и единичный выход второго триггера подключены к соответствующим входам второго элемента И. На фиг. 1 представлена схема устройства; на.фиг. 2 - временные диаграммы его работы. Устройство содержит генератор 1 развертывающего напряжения, имеющий прямой и инверсный выходы, нуль-органы 2-5, сумматор б , триггеры 7 и 8, одновибраторы 9 и 10, элементы И 11 и 12, элемент ИЛИ 13 Устройство -рлботает. следующим образом. С прямого выхода генератора 1 на нуль-органы 2 и 3 поступает возрастающее развертывающее напряжение а с инверсного на нуль-органы 4 и 5 - уменьшающееся. При возрастании развертывающего напряжения, когда оно достигает значения входного сиг нала X(t),срабатывает нуль-орган 2, при достижении им значения смещенно входного сигнала х (t)+j срабатывае нуль-орган 3..Импульсом нуль-органа запускается одновибратор 9 и опрокидывается триггер 7, который импульсом нуль-органа 3 во-звращается в исходное состо.яние.° 11ри достижении уменьшающимся развертывающим напряжением значения сме щенного входного сигнала срабатывает нуль-орган 5, а при достижении им значения входного сигнала срабатывае нуль-орган 4. Импульсом нуль-органа запускается одновибратор 10 и опрокидывается триггер 8, который импуль сом нуль-органа 4 возвращается в исходное состояние. Одновибраторы 9 и 10 настроены так, что длительность импульса на их нулевых выходах определяется величин смещающего напряжения и крутизной развертывающей функции S(t) т - -IS X о S слл где TC - время развертывания; S - амплитуда развертывающей функции. Дифференцирование монотонно убыва щего входно1о сигнала осуществляетс с помощью возрастающего развертываю щего напряжения и имеет.место совпа дение потенциалов на входах элеме : та И 11, который вырабатывает времяимпульсный сигнал, характеризующий первую разность. Дифференцирование монотонно возрастающей функции осуществляется с помощью уменьшающегося развертывающего напряжения, в этом случае единичный сигнал, являющийся время-импульсным эквивалентом конечной разности, формируется элементами 4, 5, 8 и 10 и появляется на выходе элемента И 12. Диапазон производных непрерывной функции, определяемых с помоцью предлагаемого устройства, не зависит от крутизны развертывающей функции, а временной эквивалент производных разного знака приводится к одному масштабу. Эти обстоятельства определяют технико-экономический эффект от использования изобретения. Формула изобретения Дифференцирующее устройство, содержащее генератор развертывающего напряжения, прямой выход которого соединен с первыми входами первого и второго нуль-органов, сумматор, первый вход которого подключен к шине напряжения смещения, а выход к второму входу первого нуль-органа, вход устройства соединен с вторыми входами сумматора и второго нуль- , органа, выход первого нуль-органа соединен с нулевым входом первого триггера, выход второго нуль-органа с единичным входом первого триггера и с входом первого одновибратора, первый элемент И, входы которого связаны с единичным выходом первого триггера и с инверсным вьаходом первого одновибратора, а также второй элемент И и элемент ИЛИ,, соответствующие входы которого подключены к выходам первого и второго элементов И, о т л и ч а ю щ е е -с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения производной и повышения его точности, оно содержит третий и четвертый нуль-органы, второй триггер и второй одновибратор, инверсный выход генератора развертывающего напряжения соединен с первыми входам третьего и четвертого нуль-органов, вход устройства соединен с вторым входом третьего нуль-органа, а выход сумматора - с вторым входом четвертого нуль-органа, выход третьего нуль-органа соединен с нулевым входом второго триггера, вьоход четвертого нуль-органа - с единичным входом второго триггера и с входом второго одновибратора, инверсный выход которого и единичный выход второго триггера подключены к соответствующим входам второго элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Темников Ф.Е.Теория развертывающих систем. М.-Л., Госэнсргоиэдат, 1963, с. 92-93.

2. Авторское свидетельство СССР 624236, кл. G 06 G 7/18, 1976 (прототип).