Устройство для дифференцирования

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 05.04.77 1) М. Кл.С 06 6 7/1 606 С 9/О осударстаенный комитетСовета Министров СССРпо делам изаоретенийи открытий 3) УДК 681.335.7(71) Заявитель а Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР(54) УСТРО 1 1 СТВО ДЛЯ ДИФФЕР ВАНИЯ 2 Изобретение относится к области автоматики вычислительнои техники и может быть использовано в адаптивных системах управления и специализированных вычислительных машинах для дифференцирования медленно. меняющихся сигналов. 5Известно устройство для определения частной производной 11, в котором выделяется величина, пропорциональная приращению за некоторый интервал времени, состоящее из дифференцирующего усилителя, выход которого связан со входом интегрирующегоусилителя, ацепи обратных связей обоих усилителей шунтируются контактами реле.Недостатками такого устройства при использовании его в системах с медленно меняющимися сигналами являются малое время дифференцирова ния и запоминания на усилителях с конденсаторами из-за растущих со временем ошибок; инерционность устройства из-за того, что выходной сигнал формируется на интегрирующем усилителе; сложность устройства, так как оно содержит два усили теля и два реле, которые необходимо коммутировать в разное время. Известно также устройство 23 содержащее уси.литель-ограничитель с резисторами, блок памяти на магнитном сердечнике, ключ, генератор-компаратор, детектор и фильтр.Однако такое устройство имеет сложную схему, так как функции усилителя и компаратора в нем не совмещены.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является аналоговое устройство 3, которое содержит усилитель, вход которого соединен через входной масштабирующий резистор со входом устройства, а через резистор обратной связи с выходом устройства и с нормально замкнутым контактом переключателя. Кроме того, в состав устройства входит запоминающий блок на магнитном сердечнике с обмотками записи, считывания, смещения и обратной связи и выпрямитель.Недостатками указанного устройства являются чувствительность к высокочастотным помехам входного сигнала в режиме записи и сложность устройства, заключающаяся в том, что выходной сигнал представлен в широтно-импульсном коде и нуждается в детектировании, при записи сигнала необходимо коммутировать цепь записи каждые й полупериодов, либо повышать частоту питания за поминающего блока, необходимо иметь несколько питающих напряжений для обмоток питания,считывания и смещения, необходим выпрямитель вцепи обратной связи усилителя.Цель изобретения - повышение помехозащищенности и упрощение устойства.Это достигается тем, что в дифференцирующее бустройство введены электрохимическэцй модуляторсвета и согласующий элемент, включенные последовательно между шиной нулевого потейциала и нормально разомкнутым контактом переключателя,компенсирующий и рабочий фоторезисторы, одни Ювыводы которых соединены с разнополярными выводами соответствующих источников опорных нап.ряжений, а другие выводы связаны со входомусилителя постоянного тока, и источник света, оптически связанный с компенсирующим фоторезистором рнепосредственно, а с рабочим фоторезистором черезэлектрохимический модулятор света.На чертеже преставлена схема предлагаемогоустройства,Устройство содержит усилитель 1 постоянного 20тока, входной масштабирующий резистор 2, резистор обратной связи 3, переключатель 4, электрохимический модулятор света 5, компенсирующий фоторезистор 6, согласующий элемент 7, рабочийфоторезисгор 8,источник света 9. Входом диффе. 35ренциатора является клемма входного масштабируюшего резистора 2,а выходом - клемма резистораобратной связи 3, подключенная к выходу усилителя 1.Устройство работает следующим образом. 30В исходном состоянии переключатель 4 находится в нормально замкнутом положении, ко входуустройства подключен сигнал, подлежащий дифференцированию, В режиме записи переключатель 4переводится в нормально разомкнутое положение. 3 бНа выходе усилителя 1 образуется сигнал ошибки,величина и знак которого определяются предыдущимсигналом, записанным в электрохимический модулятор света, и сигналом со входа устройства, Вконтуре записи обеспечивается отрицательная обратная связь. Под действием управляющего напряжения электрохимический модулятор света 5 изменяет свою оптическую плотность, а рабочий фоторезистор 8 изменяет свою проводимость. В результатеэтого изменяется ток во входной цепи операцион Ьного усилителя 1. Согласующий элемент 7 собран изнескольких диодов и резисторов и служит длясогласования режимов электрохимического модулятора света 5 с операционным усилителем 1,По окончании записи переключатель 4 перево- фдится в нормально замкнутое положение, В результате изменения входного сигнала на выходе устройства выделяется сигналц. =- КГиц-иИ;)3,при 1(1 1 ь 12где Ы(1) -текущее значение входного сигнала;Ц Д -значение входного сигнала, записанное вэлектрохимическом модуляторе света 5 в момент вре.мени г 60 Ь-коэффициент передачи усилителя 1, Через время т = т; - т; операция перезаписи повторяется,Проводимость компенсирующего фоторезистора 6, освещаемого тем же источником света 9,выбирается в середине диапазона изменения проводимости рабочего фоторезистора 8, что дает возможность при соответствующем выборе питающихнапряжений - Ои +Озаписывать сигналы любойполярности.Устройство благодаря наличию согласующегоэлемента 7 и исполнению электрохимического модулятора света 5 с компенсирующим фоторезистором 6,обладает рядом преимуществ. В режиме записи оннечувствителен к помехам, содержащимся во вход.ном сигнале, так как электрохимический модулятор света 5 фильтрует их,являясь интеграторомзаписываемого сигнала, При высокой точности записи устройство для дифференцирования позволяетполучать значения приращений с погрешностью - 1%для входных сигналов с периодом от 10 до 24 ч иболее,Устройство существенно упрощено за счет того,что переключатель при записи срабатывает толькоодин раз, выходной сигнал в детектировании ненуждается, а для питания всего устройства используется постоянное напряжение лишь от двух источников питания.Описанное устройство внедряется в системеавтоматической оптимизации процесса алкилирования. Оно входит в состав операционного блокамакета устройства управления адаптивной системой/УУАС/.За счет автоматической оптимизации процессаожидаемый экономический эффект от внедренияУУАС по сравнению с ранее использовавшимсяустройством составляет 80 000 рублей в год.Формула изобретенияУстройство для дифференцирования, содержащее усилитель постоянного тока, вход которого соединен через входной масштабирующий резистор со входом устройства, а через резистор обратной связи с выходом устройства и с нормально замкнутым контактом переключателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения помехозащищенности и упрощения устройства, в него введены электрохимический модулятор света и согласующий элемент, включенные последовательно между шиной нулевого потенциала и нормально разомкнутым контактом переключателя, компенсирующий и рабочий фоторезисторы, одни выводы которых соединены с разнополярными выводами соответствующих введенных источников опорных напряжений, а другие выводы связаны со входом усилителя постоянного тока, и источник света, оптически связанный с компенсирующим фоторезистором непосредствен. но, а с рабочим фоторезистором через электрохимический модулятор света.ираж 864 Заказ 5091/591ЦНИИП одписноеМинистров С митета Сове Государственно ло делам и осква, Ж - 35, Рате и открытиб., д. 4/5 30 шская Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,Источники информации, принятые во вниманиепри экспертизе: 1. Авт.свид. СССР У 298925, кл. 6 06 д 7/181970 г. 2. Кори Г., Кори Т. Электронные аналоговые и аналого. цифровые вычислительные машины.Часть 2, "Мир", М 19683. Розенблата М.А. Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники, "Наука", М 5 1974 г тр, 600-601.