Аналоговый интегрирующий вычислитель

Оп ИКАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 13.03,78 (21) 2591827/18-24с присоединением заявки РЙ(23) Приоритет Гееударствениык квмитет СССРао делам извбретеиий и открытий(088.8) Дата опубликования описания 25.03.80(72) Авторы изобретения И. М. Вишенчук и В, В. Троценко Львовский ордена Ленина политехнический институт(54) АНАЛОГОВЫЙ ИНТЕГРИРУЮЩИЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬ Изобретение относится к вычислительной тех. нике и автоматике.Известны аналоговые интегрирующие вычис. чители, реализованные на нелинейных электрических цепях 1.Известны также устройства, реализующие весовую функцию типа "окно" Блекмана 21.Недостаток известных устройств заключается в недостаточной точности при действии низкочастотных помех.10Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности аналоговый интегрирующий вычислигель, содержащий первый и второй последовательно соединенные сигнальные интегрирующие усилигели, выход вгорого сигнального ин 15 .тегрирующего усилителя подключен через первый ключ к первому входу выходного интегрирующего усилителя, второй вход которого через первый масштабный блок соединен с выходом второго ключа, первый вход первого сигнального интегрирующего усилителя через второй масштабный блок подключен ко входу вычислителя, а выход второго сигнального интегрирующего усилителя через последовательно соедипенные третий масштабный блок и первый инвертирующий усилитель - ко второму входу первого сигнального интегрирующего усилителя 3)Недостатком вычислителя является невысокая точность интегрирования в условиях дей. ствия сосредоточенных по спектру низкочастот. ных помех, так как уровень боковых лепестков частогной характеристики составляет 4 = б,б 10 .Цель изобретения - повышение точности ин. тегрирования в услбвиях действия сосредоточенных по спектру низкочастотных помех,Указанная цель достигается тем, что в ана. логовый интегрирующий вычислитель введены два сигнальных интегрирующих усилителя, два инвертирующих усилителя и масштабный блок, причем третий и четвертый сигнальные интегрирующие усилители и второй инвертирующий усилитель соединены последовательно, выход второго инвертирующего усилителя подключен ко входу второго ключа, выход четвертого сигнального интегрирующего усилителя через последовательно соединенные четвертый мацггао.723600 4чами 9 и 10. Если 1(т) и у(т) - соответственновходной и выходной сигналы вычислителя, тоимеет месгот ,.е Ту (т) =Х Ь (т - т) 1 (т) дт =-70,42-0,5 соь - (т - т) +0,08 соЖ(1-т)1 (т) дтВ момент времени т = Т фиксации значенияут выходного процесса получают ный блок и первый инвертирующий усилительподключен к первому входу третьего сигнального интегрирующего усилителя, второй входкоторого соединен со входом аналогового интегрирующего вычислителя.На чертеже изображена схема аналоговогоинтегрирующего вычислителя,Устройство содержиг сигнальные интегрирую.щие усилители 1 - 4, причем усилители 1 и 3имеют по два входа, инвертирующие усилители5 - 7, выходной интегрирующий усилитель 8,ключи 9 и 10 и масштабные блоки 11 - 14, Информационный вход вычислителя подсоединенко входу третьего сигнального интегрирующего усилителя и через масштабный блок 11 ковходу первого сигнального интегратора. Выходинтегрирующего усилителя 8 является выходомвычислителя.Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии интегрирующие усилители 1, 2, 3, 4 и 8 обнулены. В момент времени т =0 ключи 9 и 10 замыкаются, задаваяначало интервалу наблюдения сигнала. В моментвремени т = Т эти же ключи размыкаются.Интервал наблюдения заканчивается и на выходе интегратора 8 фиксируется значение выходного процесса. Весовая функция ("окно")ингегрального преобразования финитна в интервале (О, Т) и четна относительно центра Т/2этого интервала.Частотная характеристика вычислителя представляет собой сумму пяти нормированных сдвинутых относительно друг друга функций отсчетов. Уровень. подавления боковых лепестковчастотной характеристики зависит от выбранных значений коэффициентов передачи А, В,С, О масштабных блоков 11, 12, 13 и 14 соответственно и может превысить 57 дБ или засчег расширения на 45 процентов полосы прозрачности, или за счет такого же увеличенияцлительности наблюдения сигнала.При нулевых начальных условиях выражениепередаточной функции Н(8) вычислителя каклинейной системы имеет видН(8) =-А/8(8 +В +С/8(8 + О, 45где 8 - оператор одностороннего преобразования Лапласа;= 0,08(4 я/Т) и О = (4 л/Т) соответствующаяН(8) импульсная переходная функция п(т) за.писывается как-42-0,5 соь - +о,обсов - 1 О 1 Г 2 Я цСиначе. 1 ОУТ = у (т - т) = - 10,42 - 0,5 соз - т + 0,08 соз - тт (т) дт.дИтак, аналоговый интегрирующий вычислитель вычисляет интеграл за интервал времени Тот произведения входного сигнала на весовуюфункцию которая с точностью до знака представляет известное "окно" Блекмана. Функция д(т) отличная от нуля лишь в интервале (О, Т), что обеспечивается принципом действия устройства.Для соответствующего "спектрального окна"Блекмана характерен малый уровень М = 1,2510 з боковых лепестков частотной характеристики при ИТ = 5,6.По сравнению с прототипом уровень боковыхлепестков часто гной характеристики снижаетсяв 5 раз за счет увеличения на 45 процентовили времени Т наблюдения сигнала, или ширины Иглавного лепестка частотной характеристики. Уровень первых боковых лепестков сни.жается в 8 раз за счет увеличения или параметра Т, или параметра Итолько на 15 процен.тов. Кроме того, здесь не используются блокперемножения и генератор вспомогательного 40сигнала весовой функции. Здесь учтена конечная длительность Т интервала наблюдения сигнала, обеспечиваемая клю- о 42-0,Гсов - ,+ообсов - г огТ2% . 4 КттИначе о,Формул а изобретения Аналоговый интегрирующий вычислитель, со. держащий первый и второй последовательно соединенные сигнальные интегрирующие усилители, выход второго сигнального интегрирующего усилителя подключен через первый ключ к первому входу выходного интегрирующего усилителя, второй вход которого через первый масштабный блок соединен с выходом второ. го ключа, первый вход первого сигнального интегрирующего усилителя через второй масштаб. ный блок подключен ко входу вычислителя, а выход второго сигнального интегрирующего усилителя через последовательно соединенные третий масштабный блок и первый инвертирую.723600 0 Составитель Сопунова Редактор А. Кравченко Техред М.Петко Корректор Я.Веселовскаяпо делам изобретений и откръггий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/ аказ 929/15 Тираж 751 Подписно ЦНИИПИ Государственного комитета СССР каз Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ектная, 4 щий усилигель подключен ко второму входупервого сигнального интегрирующего усилителя,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью ловы.шения точности интегрирования в условияхдействия сосредоточенных по спектру низкочастотных помех, в него введены третий и чет.вертый сигнальные интегрирующие усилители,второй и третий инвертирующие усилители ичетвертый масштабный блок, причем третийи четвертый сигнальные интегрирующие усилители и второй инвертирующий усилитель соединены последовательно, выход второго.инвертирующего усилителя подключен ко входу второго ключа, выход четвертого сигнального интегрирующего усилителя через последовательносоединенные четвертый масштабный блок и третий инвертирующий усилитель подключен к первому входу третьего сигнального интегрирующего усилителя, второй вход которого соединенсо входом аналогового интегрирующего вычисли.теля. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Агизим А, М. и др, Об одном классе селективных преобразований, Сб. "Отбор и передача информации", Киев, "Наукова думка", Кф 24, 1971, с; 46-49.2. Бахтиаров Г. Д. и Тищенко А. Ю. Реали. зация устройств цифровой обработки сигналов на основе алгоритма БПФ. "Зарубежная радиоэлектроника", Иф 9, 1975, с. 71 - 98.3. Авторское свидетельство СССР по заявке Мф 2496236/18-24, кл. 6 06 6 7/18, 1977 (про. то тип);