Дифференцирующее устройство

(Я)5 8 06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ИЯМИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТОРС СВИДЕТЕЛЬСТ(61) 1539799 (21) 4859262/ (22) 14,08.90 46) 23,07.92, (71) Таганро ский институт (72) И.Г,Дорух 56) Авторское М 1539799, кл (54) ДИФФЕ 57) Иэобре ычислитель 1 ,.2пользовано в системах контроля и автоматического, регулировайия. Цель изобретения -повышение точности дифференцирования, Бюл, %27 ":. Дифференцирующее устройство содержит ский научно-исследователь-, сумматор 1, интегратор. 2, элемент 3 масшсвязи .табирования, блок 4 зайоминания, компара- , А,П,Дорух и А,Н,Гуляевтор 5 и 6, генератор 7 тактовых импульсов, свидетельство СССР.: одновибратор 8, источник 9 компенсирую- , С 06 6 7/18, 1988. . щего напряжения, источник 10 напряжения РЕНЦИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТ- смещения, электронные ключй 11 - 13; элементы И 14 - 16, элемент НЕ 17, элемент ние относится к аналоговой ИЛИ 18, входную 19 и выходную 20 шины. ой технике и может быть ис ил,3 . 1749899 . 43Изобретение относится к аналоговой Устройство содержит сумматор 1, интегвычислительной технике, может быть ис- ратор 2, элемент 3 масштабирования, блокпользовано-в системахконтроляи автома-. 4 запоминания, компараторы 5 и 6, генератического регулирования и является тор 7 тактовыхимпульсов, одновибратор 8,усовершенствованием известного устрой источник 9 компенсирующего напряжения,ства по авт.св, М 1539799,. :, . -: источник 10 напряжения смещения, ключиИзвестное устройство содержит сумма- (электронные) 11 - 13. элементы И 14 - 16,тор, интегратор, блок запоминания, генера- элемент НЕ 17, элемент ИЛИ 18, входную 19тор тактовых импульсов, два элемента И, : и выходную 20 шины.два электронных ключа, два компаратора, 10, . Первый(неийвертирующий) входсумодновибратор,двухполярныйисточникком- матора 1 соединен с шиной 19, второйпенсирующего напряжейия, двухполярный . (инвертирующий) вход+ с выходом интеграисточник найряжения смещения",входнуюи тора 2, а.выход -непосредственно с инфорвыходную шины, В нем первый(неинвертй-мационным входом блока 4 и с первымирующий) вход сумматора соединен с вход входами компараторов 5 и 6, а через эленой шиной, второй(инвертирующий) вход - . мент 3 - с йнформационным входом ключас выходом интегратора, а выход - с инфор- . . 13. Вторые входы компараторов 5 и 6 соедимационным входом блока запоминания и":нены соответственно с первым и вторымпервыми входами компараторов; еторйевыходами источника 10, а выходы - с входавходыпервого и второго компараторов сое-, 20 ми Элемента 18 и первыми входами злемендйнены.соответственно с первыми вторым" , тов 15 и 14 соответственно, вторые входы .выходами источников напряжениясмеще- . . которыхсоедйнены с выходом одновибранйя, авыходы-спервымиеходзмисоответ- тора 8 и вторым входом элемента 16, а вы. етвенно первого и второго элементов И; ходы-с управляющими входами ключей 11вторые входы которых соеДизейй"с выхо и 12 соответственно,дом. одновибратора, авыхОды - с управляю-.щйми входами соответственно-первого и: :. Выход генератора 7 соединен с входомвторого электронных ключей,ийформаци-, одновибратора 8 и управляющим входомойные входы первого й второго электрон-блока 4, выход которого соединен с шинойных ключей соответственно соединены с 30 20,.Первый вход элемента 16 соединен спервым и вторым выходами источника ком- выходом элемента 17. подключенного свопенсирующего напряжения:; авыходы- с им входомк выходу элемента 18, а выход -входом интегратора, управляющий вход : "суправляющим входом ключа 13, выход коблока запоминания соединен с выходом ге-" торого соедйнен с входом интегратора 2 инератора тактовых ймпульсов и входом Од выходами ключей 11 и 12, соединейиых сво-:новибратора, а выход - .с выходной шиной. . ими информацйонными входами соответст-.Недостатком этого устройства является .":. венно с первым и вторым выходамиотносительно низкая.точность, обуслой- йсточнйка 9;ленйэя нечувс 1 вительностьюустройства к . .", ДифФеренцирующее устройство рабосигналам на еыходесумматора, не превы тает следующим образом,шающим амплитуды напряжения смеще-.,; Сумматар 1 формирует разностьмеждуния,:,-.-:.- .,:."-"."-, .:, текущим значением входного сигнала ицелью изобретения является повыше- значением сигйада, предшествующим тение точности диФферейцирования, .. "кущему, на фиксированный промежутокВ устройство введены третййэлемейт 45. времени Т. Текущееэначенйе сигнала поИ, третий электронйый.яюч элемейТмасш- ступает, на первый (неинвертирующий)табирования, элемент ИЛИиэлЕментЙЕ, вход сумматора 1 с шины 19, а предшестпервый.вход третьето элемента И соединен": вуФщее - на второй (инвертирующий) входс выходом элемента Н Е, второй -"с выходом" с выхода интегратора 2; Указанная разность,одновибратора, авыход- суправляющим 50 пропорциональная производной входноговходом третьего электронногоклй-ча, ин-сигнала; побтупает непосредствейно на информационный вход-которого через эле-: Формационный вход блока 4 и первые входымент масштабирования соединен с выходом: компаратора 5 и 6, а через. элемент 3 - насумматора; а "выход: -" непосредственйо с ййФормэционный вход ключа 13,входом интегратора, первый и второй входы 55Тенератор 7 формирует тактовые имэлемента ИЛИ соединены с выходами соот- пульсы с периодом следования Т, которыеветственно "первого и второго компарато- поступают на вход одновибратора 8 и управров, а выход - с входом элемента ЙЕ, . , - ляющий вход блока 4, Под действием имНачертежейриведенаструктурнаясхе-, пульсбвгенератора 7 блок 4 запоминаетма предлагаемого устройства,:" значение сигнала на своем информацион5ном входе и результат запоминания поступает с выхода блока 4 на шину 20.На второй вход компаратора 5 поступает напряжение смещения Чс положительнойполярности с первого выхода источника 10, 5а на второй вход компараторэ 6 - напряжение смещения - Ч отрицательной полярности с второго выхода источника 10. Навыходе компаратора 5 формируется сигнал,уровень которого соответствует логической 10"1", если уровень сигнала с выхода сумматора 1 превышает Ч; Если же уровень сигйэлас выхода сумматора 1 не превышает Чс, тоуровень сигнала на выходе компаратора 5соответствует логическому "О". Сигнал с выхода компаратора 5 поступает на первыевходы элементов 15 и 18,На выходе компаратора 6 формируетсясигнал, соответствующий логической "1",:если уровень сигнала с выхода сумматора 1 20меньше Ч, Если же уровень сигнала с выхода сумматора 1 не меньше - Ч то уровеньсигнала на выходе компарэтора 6 соответствует логическому "0", Сигнал с выходакомпаратора 6 поступает на первый вход 25элемента 14 ивторой вход элемента 18,В тактовые моменты времени под действием импульсов генератора 7 одновибратор 8 формирует импульсы с уровнем.соответствующим логической "1". оторые 30поступают на вторые входы элементов 14 -16,Если сигнал с выхода сумматора 1 превышает по модулю уровень Ч, то сигнал, уровень которого соответствует логической "1", 35с выхода компэратора 5 (или 6) через элемент 15 (или 14), во время действия импульсов одновибрэтора 8 через элемент 15 (или14), поступает на управляющий вход ключа11 (или 12), в результате чего компенсирующее фнапряжение уровня Е положительной(иливторого) выхода источника 9 через ключ11 (или 12) поступает нэ вход интегратора 2,За время действия импульса одновибратора 458 напряжение на выходе интегратора увеличивается (или уменьшается), уменьшая рассогласования сигналов на входе сумматора1 до уровня Чс.Уровень Е компенсирующего напряжения источника 9 выбирается настолько большим, чтобы за время действия имйульсаодновибратора 8 интегратор 2 успел отработать любое накапливаемое за интервал времени Т рассогласование. Уровень Чс 55напряжения смещения выбирается настолько малым, чтобы процесс отработки рассогласования был устойчив, Элемент 3совместно с ключом 13 и элементами 16 - 18 обеспечивают дополнительную отработку рассогласования между сигналами на первом и втором входах сумматора 2 до нулевого уровня.Сигнал, управляющий замыканием ключа 13, а следовательно, и подключением элемента 3 к входу интегратора 2, формируется на выходе элемента 16. Включение элемента 17 между выхоцом элемента 18 и первым входом элемента 16 обеспечивает предотвращение появления на-вйходе элемента 16 сигналэ, уровень которого соответствует логической "1" при наличии таких сигналов на выходах компэраторов 5 или 6; а подключение второго входа элемента 16 .к выходу одновибратора 8 обеспечивает замыкание ключа 13 лишь на время действия импульса одновибратор 8 и размыкания контура отработки рассогласования на оставшуюся часть периода Т.Коэффициент Кз передачи элемента 3 выбирается из условия Это обеспечивает С одной стороны устойчивую, а с другой стороны - достаточно быструю отработку рассогласования;В известном устройстае элемент 3, ключ 13 и элементы 16 - 18 отсутствуют, поэтому бтработка рассогласования там осуществляется только до уровня Чс, в предлагаемом обеспечивается более точная, практически до нулевого уровня, отработка рассогласо- вания. Следовательно, точность запоминания уровня сигнала на предшествующем такте в предлагаемом устройстве выше, а значит, выше и точность дифференцирования.. -ФормулаизобретенияДифференцируащее устройство по авт. св. М 1539799, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышейия точности дифференцирования, в него введены третий элемент И, .третий ключ, элемент масштабирования, элемент ИЛИ и элемент НЕ; первый вход третьего элемента И соединен с выходом элемента НЕ, второй - с вйходом одновибратора, а выход - с управляющим входом третьего ключа; информацйонный вход которого соединен через элемент масштабированиясвыходомсумматора, а выход - с входоминтегратора, первый и второй входы элемента ИЛИсоединены с выходами соответственно первого и второго компараторов. а выход - с входом элемента НЕ.