Устройство для дифференцирования аналогового сигнала

и 890408 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСоциалистичесиииРеспублик(5 3 ) М. Кл. О 06 О 7/18 твеуАаРсткиный квинтет СССР ав дэлан вэебрвтекяй к вткуыткй(72) Автор изобретения Н. Н. Новиков Курганский машиностроительный институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА Ф, К Ф р)-С р С р 1 РЪ11 с:и ю) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления для преобразования управляющих воздействий дифференцирующими операторами. Например, при реализации оператора, обратного оператору инерционного объекта Ь+ър ъ Рфф) - ", и) п, 4 ффр+ +ббпр соответствующий обратный оператор требует для своей реализации получения ряда производных от входноговоздействия,Известно устройство для дифференцирования аналогового сигнала, в котором для получения производной определенного порядка используется соответствующее количество дифференциаторов, соединенных последовательно 11. Ввиду того, что получение даже первой производной возможно только с инерционным запаздыванием, а также что дифференцирование подчеркивает высокочастотные шумы, точность такого устройства невысока.Наиболее близко к предлагаемому устроиствот в котором производная вы числяется методом неявной функции с использованием интеграторов, или, в общем случае, интегрирующих фильтров в цепи обратной связи 123.Недостаток такого устройства состоит в наличии инерционного запаздывания, вносимого в вычисляемую производную.8901084ножения, а выход - со входом блока 2деления,В частном случае, второй вход бло -ка 2 деления может быть соединен свходной клеммой, поскольку выходной сигнал фильтра 3 соответствуетвходному сигналу.При технической реализации устройства следует считаться с тем,1 о что при знакопеременных сигналах вмомент перехода через нуль в блокеделения 2 происходит деление на нуль,Выходной сигнал устройства в этимоменты времени претерпевает искажения величина которых зависит отреального диапазона выходной функции К(1) блока 2 деления. В рядеслучаев эти искажения, по-видимомуустранимы искусственным смещением, щ входного сигнала или выбором определенных начальных условий в интегрирующем фильтре 3.Технико".зкономический эффект отиспользования изобретения определяп ется возможностью повцаения точности дифференцирования аналоговых сигналов. Формула изобретения 45 Целью изобретения является устранение инерционного запаздывания сигнала производной.Цель достигается тем, что устройство для дифференцирования аналогового сигнала, содержащее интегрирующий Фильтр, вход которого соединенс выходом устройства, содержит блокумножения и блок деления, первыйвход блока умножения является входомустройства, выход блока умножениясоединен с выходом устройства и спервым входом блока деления, второйвход которого соединен с выходом интегрирующего фильтра, а выход блокаделения соединен со вторым еходомблока умножения.На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство содержит блок 1 умножения, блок 2 деления и интегрирующий фильтр 3.Устройство работает следующим образом,Сигнал Х, который необходимоподвергнуть преобразованию дифференцирующим оператором, обратным заданному интегрирующему подается на входблока 1 умножения.При этом вцход блока умножения зоравен) ар) щ)величина выходного сигнала блоска 2 деления.Здесь знаком "." обозначена операция преобразования интегрирующимФильтром И(Р) сигнала т(1),Иэ (1) и (2) следует, что40И(Р) У(й) щ Х(1)(3)Бсли обе части 3 подвергнуть преобразованию оператором И (Р),обратным И(Р), то получимИ-"(Р) Ц(Р). Ч = Г"(Р) Х(Е)илиУ ( ) - И " (Р) Х () .Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществлять преобразование сигнала Х(т.) оператором, об оратным заданному, в общем случае,произвольному оператору.Достоинство предлагаемого способареализации обратного оператора 3 заключается в том, что вместо аналоговой модели оператора здесь можноиспользовать реальный объект, соединив его вход с выходом блока 1 умУстройство для дифференцирования аналогового сигнала, содержащее интегрирующий фильтр, вход которого соединен с выходом устройства о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности за счет устранения инерционного запаздывания сигнала производной, устройство содержит блок умножения и блок деления, первый вход блока умножения соединен с выходом устройства, выход блока умножения соединен с вцходом устройства и с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом интегрирующего фильтра, а выход блока деления соединен с вторыи входом блока умножения. Источники информации принятые во внимание при экспертизе1. Техническая кибернетика. Теория автоматического регулирования. Под ред, В. В, Солодовникова, "Нашиностроение", 1969, кн, 3, ч. 1, с, 24.2. Вычислительная техника. Справочник. Под ред. Г. Хаски. Г.Корна, "Энергия", 1964, с. 62 (прототип)890408 Составитель Г, Осиповедактор В, Веселовская Техред М. Надь Корректор Г. Рещетник ПодписноеСР комите отк аушская Филиал ПП Проектная, 4"Патент", г. Ужгород, ул акаэ 11008/79 Тираж ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж,а ССйнаб., д. 4 ж ж тж е