SU1749899A2 - Дифференцирующее устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к аналоговой вычислительной технике и может быть ис , 2 пользовано в системах контрол  и автоматического , регулировани . Цель изобретени  - повышение точности дифференцировани . Дифференцирующее устройство содержит сумматор 1, интегратор 2, элемент 3 масштабировани , блок 4 запоминани , компаратор 5 и 6, генератор 7 тактовых импульсов, одновибратор 8, источник 9 компенсирующего напр жени , источник 10 напр жени  смещени , электронные ключи 11 - 13, элементы И 14 - 16, элемент НЕ 17, элемент ИЛИ 18, входную 19 и выходную 20 шины. 1 ил.

Description

. ю

00

ю

кэ

Изобретение относитс  к аналоговой вычислительной технике, может быть использовано в системах контрол  и автоматического регулировани  и  вл етс  усовершенствованием известного устройства по авт.св № 1539799.

Известное устройство содержит сумматор , интегратор, блок запоминани , генератор тактовых импульсов, два элемента И. два электронных ключа, два компаратора, одновибратор, двухпол рный источник компенсирующего напр жени , двухпол рный источник напр жени  смещени , входную и выходную шины. В нем первый (неинвертй- рующий) вход сумматора соединен с входной шиной, второй (инвертирующий) вход - с выходом интегратора, а выход - с информационным входом блока запоминани  и первыми входами компараторов, вторые входы первого и второго компараторов соединены соответственно с первым и вторым выходами источников напр жени  смещени , а выходы - с первыми входами 5бответ- ственно первого и второго элементов И, вторые входы которых с оеди°нены i выходом одновибратора, а выходы - с управл ющими входами соответственно первого и второго электронных ключей, информационные входы первого и второго электронных ключей соответственно соединены с первым и вторым выходами источника компенсирующего напр жени , а выходы - с входом интегратора, управл ющий вход блока запоминани  соединен с выходом генератора тактовых импульсов и входом одновибратора; а выход-с выходной шиной.

Недостатком этого устройства  вл етс  относительно низка  точность, обусловленна  нечувствительностью устройства к сигналам на выходе сумматора, не превышающим амплитуды напр жени  смещени 

Целью изобретени   вл етс  повышение точности дифференцировани 

В устройство введены третий элемент И, третий электронный ключ, элементмасш- тзбировани , элемент ИЛИ и элемент НЕ, первый вход третьего элемента И соединен с выходом элемента НЕ, второй - с выходом одновибратора. а выход - с упрэвл ющим входом третьего электронного ключа, информационный вход которого через элемент масштабировани  соединен с выходом сумматора, а выход - непосредственно с входом интегратора первый и второй входы элемента ИЛИ соединены с выходами соответственно первого и второго компараторов , а выход - с входом элемента НЕ.

На чертеже приведена структурна  схема предлагаемого устройстваk

Устройство содержит сумматор 1, интегратор 2, элемент 3 масштабировани , блок 4 запоминани , компараторы 5 и 6, генератор 7 тактовых импульсов, одновибратор 8,

источник 9 компенсирующего напр жени , источник 10 напр жени  смещени , ключи (электронные) 11-13. элементы И 14 - 16, элемент НЕ 17, элемент ИЛИ 18, входную 19 и выходную 20 шины.

Первый (неинвертирующий) вход сумматора 1 соединен с шиной 19, второй (инвертирующий) вход - с выходом интегратора 2, а выход - непосредственно с информационным входом блока 4 и с первыми

входами компараторов 5 и б, а через элемент 3-е информационным входом ключа 13. Вторые входы компараторов 5 и 6 соединены соответственно с первым и вторым выходами источника 10, а выходы - с входами элемента 18 и первыми входами элементов 15 и 14 соответственно, вторые входы которых соединены с выходом одновибратора 8 и вторым входом элемента 16, а выходы-с управл ющими входами ключей 11

и 12 соответственно

Выход генератора 7 соединен с входом одновибратора 8 и управл ющим входом блока 4 выход которого соединен с шиной

20, Первый вход элемента 16 соединен с выходом элемента 17. подключенного своим входом к выходу элемента 18, а выход - с управл ющим входом ключа 13, выход которого соединен с входом интегратора 2 и

выходами ключей 11 и 12, соединенных своими информационными входами соответственно с первым и вторым выходами источника 9.

Дифференцирующее устройство работает следующим образом.

Сумматор 1 формирует разность между текущим значением входного сигнала и значением сигнала, предшествующим текущему , на фиксированный промежуток

времени Т Текущее значение сигнала поступает на первый (неинвертирующий) вход сумматора 1 с шины 19, а предшествующее - на второй (инвертирующий) вход с выхода интегратора 2. Указанна  разность,

пропорциональна  производной входного сигнала, поступает непосредственно на информационный вход блока 4 и первые входы компаратора 5 и 6, а через элемент 3 - на информационный вход ключа 13.

Генератор 7 формирует тактовые импульсы с периодом следовани  Т, которые поступают на вход одновибратора 8 и управл ющий вход блока 4. Под действием импульсов генератора 7 блок 4 запоминает значение сигнала на своем информациейном входе и результат запоминани  поступает с выхода б/гока 4 на шину 20.

На второй вход компаратора 5 поступает напр жение смещени  Vc положительной пол рности с первого выхода источника 10, а на второй вход компаратора 6 - напр жение смещени  - V отрицательной пол рности с второго выхода источника 10. На выходе компаратора 5 формируетс  сигнал, уровень которого соответствует логической 1, если уровень сигнала с выхода сумматора 1 превышает V. Если же уровень сигнала с выхода сумматора 1 не превышает Vc, то уровень сигнала на выходе компаратора 5 соответствует логическому О. Сигнал с выхода компаратора 5 поступает на первые входы элементов 15 и 18.

На выходе компаратора 6 формируетс  сигнал, соответствующий логической 1, если уровень сигнала с выхода сумматора 1 меньше Vc. Если же уровень сигнала с выхода сумматора 1 не меньше - Vc, то уровень сигнала на выходе компаратора 6 соответствует логическому О Сигнал с выхода компаратора 6 поступает на первый вход элемента 14 и второй вход элемента 18.

В тактовые моменты времени под действием импульсов генератора 7 одновибра- тор 8 формирует импульсы с уровнем, соответствующим логической 1, которые поступают на вторые входы элементов 14 - 16.

Если сигнал с выхода сумматора 1 превышает по модулю уровень VK, то сигнал, уровень которого соответствует логической 1, с выхода компаратора 5 (или 6) через элемент 15 (или 14), во врем  действи  импульсов одновибратора 8 через элемент 15 (или 14), поступает на управл ющий вход ключа 11 (или 12), в результате чего компенсирующее напр жение уровн  Е положительной (или отрицательной) пол рности с первого (или второго) выхода источника 9 через ключ 11 (или 12) поступает на вход интегратора 2. За врем  действи  импульса одновибратора 8 напр жение на выходе интегратора увеличиваетс  (или уменьшаетс ), уменьша  рассогласовани  сигналов на входе сумматора 1 до уровн  Vc.

Уровень Е компенсирующего напр жени  источника 9 выбираетс  настолько большим , чтобы за врем  действи  импульса одновибратора 8 интегратор 2 успел отработать любое накапливаемое за интервал времени Т рассогласование. Уровень Vc напр жени  смещени  выбираетс  настолько малым, чтобы процесс отработки рассогласовани  был устойчив. Элемент 3 совместно с ключом 13 и элементами 16-18

обеспечивают дополнительную отработку рассогласовани  между сигналами на первом и втором входах сумматора 2 до нулевого уровн .

Сигнал, управл ющий замыканием ключа 13, а следовательно, и подключением элемента 3 к входу интегратора 2, формируетс  на выходе элемента 16. Включение элемента 17 между выходом элемента 18 и первым

входом элемента 16 обеспечивает предотвращение по влени  на выходе элемента 16 сигнала, уровень которого соответствует логической 1й при наличии таких сигналов на выходах компараторов 5 или 6, а подключение второго входа элемента 16 к выходу одновибратора 8 обеспечивает замыкание ключа 13 лишь на врем  действи  импульса одновибратор 8 и размыкани  контура бтра- ботки рассогласовани  на оставшуюс  часть

периода Т,

Коэффициент Кз передачи элемента 3 выбираетс  из услови 

25

3

Это обеспечивает с одной стороны устойчивую , а с другой стороны - достаточно быструю отработку рассогласовани .

В известном устройстве элемент 3, ключ 13 и элементы 16-18 отсутствуют, поэтому отработка рассогласовани  там осуществл етс  только до уровн  Vc, в предлагаемом обеспечиваетс  более точна , практически

до нулевого уровн , отработка рассогласовани . Следовательно, точность запоминани  уровн  сигнала на предшествующем такте в предлагаемом устройстве выше, а значит, выше и точность дифференцировани .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Дифференцирующее устройство по авт. св. № 1539799, отличающеес  тем, что,

   с целью повышени  точности дифференцировани , в него введены третий элемент И, третий ключ, элемент масштабировани , элемент ИЛИ и элемент НЕ, первый вход третьего элемента И соединен с выходом

   элемента НЕ, второй - с выходом одновибратора , а выход - с управл ющим входом третьего ключа, информационный вход которого соединен через элемент масштабировани  с выходом сумматора, а выход - с

   входом интегратора, первый и второй входы элемента ИЛИ соединены с выходами соответственно первого и второго компараторов , а выход - с входом элемента НЕ.