Дифференцирующее устройство

(19) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИ ОБРЕТЕНИЕЛЬСТВУ ВТОРСНОМУ СВ(21) 3366887/18 24сивный счетчик, цифроаналоговый преоб- (22) 23.12.81 разователь, два источника опорного (46) 23.06.83. Бюл, М 23 напряжения, интегратор, пороговый ,(72) А. И,. Иванов и Е, Е, Колпаковэлемент, 2 -триггер и ключ, при этом (71) Уфимский авиационный институт выходы фильтра н первого источника нм. Орджоникидзе опорного напряжения непосрецственно, (83) 681,338 (088,8) . а выхоц второго источника опорного (86) 1., Шило В. П. Линейные интеграл напряжения через ключ соединены с ные схемы. М., Советское рацио, 1979,соответствующими вхоцами интегратора, с. 193. выход которого через пороговый эле2, Джус Н. И; Анализ помехозаши мент соединен с суммирующим вхоцом шенностн цнфференцируюцвпс усилителей, реверсивного счетчика и с информацион- -В кн.: Аналоговая и аналого-цифровая ным вхоцом Э -триггера, выход котовычислительная техника. МСоветс-, рого соеанен с управапощим входам кое.радио, 1977, вып. 7, с 208 217 юпоча, выход генератора опорной часто(щютотип)ты соединен с синхронизирующим вхо-. (84) (87) ДИффЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ УСТ дом Э -триггера и с входом целителя РОЙСТВО, содержащее элемент сравнечастоты, выхоц которого соединен с ния, первый вход которого является . вычитающим входом реверсивного счев входЬм устройства, а выход соединен с чика, выход которого через цифроанало входом фильтра, выход которого являеь- говый преобразователь соединен с вто ся.выходом устройства, э т л и ч а ю , рым вхоцомэлемента срьвнения, а ана- Ф щ е е с я тем, что, с целью повышения логовый вхоц циФроаналогового преоб точности, оно содержит генератор опор разователя псцклкнвн к выходу второго ной частоты, делитель частоты, ревер-. источника опорного напряжения. Ь4 ь, вано в аналоговых мопелируюших системахи в системах автоматического регупирования.Известны аналоговые цифференциато;ры, содержащие операционный усипительи ЙС -цепи, причем вхоц циффьренциатора соепинен с вхоцом операционного усилителя через поспецовательную, 8 С-цепь, а выхоп операционного усипителя соепинен с вхоцом через параппепь. ную ЯС -цепь ЫДанный пифференциатор обпацает низ 15кой точностью цифференцирования,Наиболее близким по техническойсущности к прецпагаемому являетсяцифференцирующее устройство, состоящее из элемента сравнения, фильтра,инверторв. и интегратора на основе20операционного усилителя. Первый вхоцэлемента сравнения является вхоцомустройства, его выхоц соецннен с вхоцом фильтра, а выхоц фипьтра явпяется выхоцом схемы. Выхоц фильтрачерез инвертор и интегратор соепиненс вторым вхоцом элемента сравнения 121.Нецостатком цанного устройства является мапая точность преобразования,обусловленная изменением постояннойвремени цифференцирования за счетнестабильности вепичины емкости конпенсатора, в также прохождением навыхоц цифференциатора постояннойсоставляющей вхоцного сигнала из-за 35наличия сопротивления утечки конценсатора.Цель изобретения - повышение точности устройства.Бепь цостигается тем что циффереи 40пирующее устройство, содержащее эпемент сравнения, первый вхоц которогоявляется вхоцом устройства, а выхоцсоецинен с входом фипьтра, выхоц которого является выхоцом устройства,соцержит генератор опорной частоты,целитель частоты, реверсивный счетчик,цифроаналоговый преобразователь, пваисточника опорного напряжения, интегра.тор, пороговый элемент, Э -триггери ключ,при этом выхоцы фильтра ипервого источника опорного напряжениянепосредственно, а выхоц второго источника .опорного напряжения через ключсоецинены с соответствуюцями вхоцамиинтеграторв, выхоц которого черезпороговый эпемент соецинен с суммирующим вхоцом реверсивного счетчика и синформационным вхоцом 1) -триггера выхоц которого соепинен с управляющим вхоцом ключа, выход генератораопорной частоты соединен с синхронизирующим вхоцом Р -триггера и свходом целителя частоты, выхоц которого соепинен с вычитаюшим вхоцомреверсивного счетчика, выхоц которого через цифроаналоговый преобразователь соецинен с вторым вхоцом эпемента сравнения, а аналоговый вхоц цифроаналогового преобразователя поцкпюченк выхоцу второго источника опорногонапряжения.На чертеже показано преппагвемоеустройство.Устройство соцержит вхоц 1, элемент 2 сравнения, фипьтр 3, источники 4 и 5 опорного напряжения, цепитепь 6 частоты, реверсивный счетчик 7,цифроаналоговый преобразоватепь 8,интегратор 9, пороговый элемент 10,3 триггер 11,ключ 12,генератор 13 опорнойчастоты и выхоп 14,Устройство работает спепующим образом.Сигнал с выхоцв фипьтра З,являющийся выхоцным сигналом устройства, поступает на вхоц интегратора 9, Поццействием этого сигнала, а также.сигнала с выхоца источника 5 опорного напряжения выхоцное напряжение интегратора 9изменяется по линейному закону с кру".. тизной, опрецедяемой вепИчинойО02При цостижении выхоцным напряжениеминтегратора 9 величины пороговогоналряжения на выхоце элемента 10устанавпивается напряжение логичеокой ф 1 ф, которое поступает на вхоп 3 триггера 11. Первый же импупъс сгенератора 13 опорной частоты устанавливает триггер в состояние ф 1 ф, инапряжение с выхоца источника 4 черезключ 12 поступает на вход интегратора 9. Поспе этого поц цействием суммарного сигнала-О О,О выхоцноенапряжение интегратора 9 начинаетизменяться в обратную сторону и навыхоце порогового элемента 10 появляется сигнал логического фОф, второйимпупьс с выхода генератора 13 устанавливает триггер 11 в состояние "О" иотключает напряжение 0 от вхоца интегратора 9. Частота .на выхоце. элемента ХОопределяется выражением;Овх + )й1024941 1 ИИПИ Заказ 4397/46 Тираж 706 Поцписное ппиал ГПП "Патент", г. Ужгорол, ул, Проектная,гце Чо периоц сигнала генератора опорной частоты,Зависимость коца в реверсивном счеч . чике 7 от времени опрецеляется выра- жением"Рс=1 "г), (2) гце Г (Р - коэффициент деленияоцелйтеля, частоты).С учетом выражения (1) получаемОВЫХ "2 1 4РС Ц, 1 Р 1(3)Если равейство выполняется :РЮ (что обеспечивается формированием 11 и 0 от одного источника с помощью лелителя), то выражение ( 3) можно переписать в виае"оВыхоцное напряжение цифроаналогового преобразователя 8 прецставляет собой интеграл отох . Постоянная времени интегрирования равна 2" "1 о Использование в цифроаналоговом преобразователе источника 4, связанного с интегратором 9, позволяет исключитьвлияние изменения э.того напряженияна точность цифференюирования.При формировании опорной частотыс помощью кварцевого генератора нестабильность периоца 1 о и, слеаоватепьно, нестабильность постоянной временидифференцированиясоставляет 10 " / СПри изменении температуры в циапазоне+50 С погрешность постоянной врмени цифференцирования составит 0,01 %.Это на цва поряцка лучше покаэателей известного устройства, Кроме 15того, в прецлагаемом устройстве отсутствует прохожцение постоянной се .тавляющей вхоцного сигнала на выхоцустройства, так как в установившемся режиме выхоцная частота преобразователя равна выхоцной частоте делителя частоты и не зависит от вхоцногосигнала.Таким образом, совокупность существвенных признаков прецлагаемого технического решения позволяет повысить 25точность дифференцирования цифференцирующего устройства, что опрецеляеттехнико-экономический эффект от егоиспользования.