Дифференцирующее устройство Советский патент 1982 года по МПК G06G7/18 

(54) ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике. Известны аналогичные устройства, в которых .используются пассивные дифференцирующие звенья и операционный усилитель 1 -11 и Г 2 1. Одно из них содержит дифференцирую щую цепь, состоящую из одного или боле дифференцирующих звеньев и подключенну к инвертирующему входу операционного усилителя 11 Недостатками этого дифференцирующего устройства являются невысокая точность дифференцирования при одном используемом дифференцирующем звене и снижение стабильности операцнонного уси лителя при подключении к его входу дополнительных дифференцирующих звеньев с помощью масштабных резисторов, так как при этом уменьщается глубина обратной связи по постоянному току. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее цепь из нескольких пассивных дифференцирующих звеньев, соединенных последовательно, подключенную к неинвертируюшему входу операционного усилителя, и пассивный многозвенный интегрирующий четьфехполюсник, включенный в цепь отрицательной обратной связи усилителя . Устройство осуществляет приближенное многократное дифференшфование входного сигнала. Его недостаток - сложность схемы и ограниченная точность получения п)вой производной. Цель изобретения - у1фощение и повыщение точности формирования первой производной. Пост ьвленная цель достигается тем, что дифференцирующее устройство, содержащее операционный усилитель и цепь из п. последовательно соединенных дифференц(фующих конденсаторов, причем свободная обкладка первого из них подключена к входу устройства, а к общим выводам соседних конденсаторов и к свободной ибкладке последнего из них подключены первые выводы соответствующих разрядных рвзистфов, содержит делатель, состояжий из и последовательно соединенных резисторов, число которых равно числу дифференц1фующих конденсаторов, 1фичем свободный вывод первого резистора делители соединен с выходом операционного усилителя, а свободный вывод последнего резистора делителя соединен с инверти- , рующим входом операционного усилителя, второй вывод каждого i-го разрядного резистора подключен к общему выводу i-г и ( i + l)-ro резисторов делителя, а второй вывод последнего разр{щного резистора соединен с инвертирующим входом oneрационного усилителя. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит дифференщфующие конденсаторы 1. li,. операционный усилитель 2, резистивный делитель 3 с 3j, разрядные ререзисторами 3 , зисторы 4, ... I Дифференцирующее устройство работает следующим образом. Изменяющийся входной сигнал вызывает протекание токов в резисторах 4 - 4 Эти токи, приближенно гфопорциональные гфоизводным сигнала, суммируются в цепи обратной связи, образованной делителем 3, с весовыми коэффициентами, зависящими от места подключения резистора. Так как весовые коэффициенты возрастают при ув ичении порядка 15)оизводной, то в устройстве оказывается возможным точное формирование первой {фоизврдной. В то же время инвертирующий вход операционного усилителя предлагаемого устройства по постоянному току не связан с обще шиной устройства, что обеспечивает глубокую обратную связь по посто54нному току, стабильность операционного усилителя и всего устройства в целом. Передаточная функция дифференшфующе го устройства при использовании двух диф ференц1фующих конденсаторов определяется выражениемt+PQМр)--ра l+pto fp lDa где Р- символ дифференцирования; .4V. ( V )/ br-C,,,...4-i. Ч--С 2. 4г Л4:1Использование предлагаемого изобретеия позволяет упростить схемы формирования производных при точном формировании их и обеспечить стабильность-работы,, что определяет его технико-экономический эффект. Ф о-р мула и 30 бретения Дифференцирующее устройство, содержащее операционный усилитель и цепь из Ипоследовательно соединенных дифференпирующих конденсаторов, причем свободная обкладка первого из них подключена к входу устройства, а к общим выводам соседних конденсаторов и к свободной обкладке последнего из них подключены первые выводы соответствующих разрядных резисторов, отличающееся тем, что, с целью упрощения его и посьш1ения точности формирования первой производной, устройство содержит делитель, состоящий из И последовательно соединенных резисторов, число которых равно числу дифференцирующих ковденсаторов, причем свободный вывод первого резистора делителя соединен с выходом операционнсяо усилителя, а свободный вывод последнего резистора делителя соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, второй вывод каждого 1-го разрядного реаистрра подключен -к общему выводу i -го и (1+ 1)-го резисторов делителя, второй вывод последнего разрядного резистора соединен с инвертирующим входом операционного усилителя. Источники информации, принятию во внимание цри экспертизе 1.Гугников В, С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Л., Энергия, 1980, с. 131. 2.Смолов В. Б. Вычислительные преобразователи с ци(1чэовыми управляемыми сопротивлениями. М.-Л,, Энергия, 1961, с. 33 (прототип).