Дифференцирующее устройство

. : ; ф . ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Ы:Ь:а и Н,Ф.Ситво СССР1977,о СССР 1отип)-.о СССР1981 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУСВИДЕТЕЛЬСТ(56) 1, Авторское свидетельР 611219, кл. С 06 С 7/18,2, Авторское свидетельстпо заявке Р 3375422/18-2кл. С 06 С 7/18, 1982 (про3, Авторское свидетельстР 830581, кл. С 11 С 27/00(54) (5 7) ДИФФЕРЕН 11 ИРУЮЦЕЕ УСТРОИСТЙб, содержащее широтно-импульсный модулятор, вход которого является входом устройства, а выход соединен с входом триггера и с первыми входами первого и второго элементов И, причем единичный выход триггера соединен с вторым входом первого элемента И, а нулевой выход триггера - с вторым входом второго элемента И, формирователь .импульсов, первый блок памяти, информационный вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход с прямым входом первого элемента ЗАПРЕТ и с инверсным входом второго элемента ЗАПРЕТвыход первого элемента И соединен с инверсным входом первого элемента ЗАПРЕТ и с прямым входом второго элемента ЗАПРЕТ, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це,лью повышения динамической точности, устройство содержит второй блок памяти, третий, четвертый и пятый элементы И, третий и четвертуй элементыЗАПРЕТ, Э -триггер и два элемента.ИЛИ,причем выход широтно-импульсного модулятора соединен с входом. формирователя импульсов и с тактовым входомВ-триггера, установочный вход которр.го соединен с шиной потенциала логической единицы, выход формирователяимпульсов соединен о первыми входамитретьего и четвертого элементов И,вторые входы которых соединены соответственно с единичным и с нулевымвыходами триггера, выход третьегоэлемента И соединен с управляющимвходом первого блока памяти, выходчетвертого элемента И - с управляю- вщим входом второго блока памяти,информационный вход которого подключен к выходу первого элемента И, авыход - к прямому входу третьего . Сэлемента ЗАПРЕТ и к инверсному входучетвертого элемента ЗАПРЕТ, выходывторого элемента И и Э -триггера соединены с соответствующими входамипятого элемента И, выход которогосоединен с инверсным входом третьегои с прямым входом четвертого элементов ЗАПРЕТ, выходы первого и третьего элементов ЗАПРЕТ соединены с соот,ветствующими входами первого элемента ИЛИ, а выходы второго и четвертого элементов ЗАПРЕТ - с соответствующими входами второго элемента ИЛИ,выходы элементов ИЛИ являются выходами устройства.ференцирующее устройство, в которомпроизводная определяется сравнениемдлительностей соседних импульсов,полученных при широтно-импульсной модуляции входного сигнала. Известноеустройство содержит входной широтноимпульсный модулятор, подключенные 40 к нему триггер и два элемента И,блбкпамяти, информационный вход которого соединен с выходом одного элемента И", управляющий вход через формирователь - с выходом другого элемен 45 та И, выход последнего и выход блока памяти соединены с соответствующимивходами двух элементов ЗАПРЕТ 2.Недост аток известного устрой ст вазаключается в. том, что на получениеочередного значения производной требуется два такта модуляции. Указанное запаздывание снижает динамическуюточность дифференцирования,Цель изобретения - повышение динамической точности.Цель достигается тем, что дифференцирующее устройство, содержащееширотно-импульсный модулятор, входкоторого является входом устройства,а выход. соединен с входом триггера ис первыми входами первого и второгоэлементов И, причем единичный выходтриггера соединен с вторым входомпервого элемента И, а нулевой выходтриггера - с вторым входом второго Изобретение относится к автоматн. ке и вычислительной технике и может быть использовано в системах автома" тического регулирования.Известно дифференцирующее устройство, содержащее широтно-импульсный модулятор, подключенный входом к входу устройства, а выходом . - к входу триггера и первым входам первого и второго элементов И, соединенных вторыми входами с выходом генератора 10 опорной частоты, а выходами - со счетными входами первого и второго счетчиков соответственно, разрядные выходы которых подключены к информа-ционным входам блока сравнения кодов,15 подключенного управляющим входом к первому. выходу формирователя, второй выход которого подключен к входам обнуления счетчиков, а вход - к тре" тьему входу второго элемента И и к первому выходу триггера, соединенного вторым выходом с третьим входом первого элемента И 1 .Недостаткомэтого устройства является недостаточная динамическая точность, Это связано с тем, что такт измерения и .выдачи результата равен двум периодам широтно-импульсной модуляции входцого сигнала. Кроме того, в данном устройстве опреде- ляется только знак производной, а абсолютная величина не измеряется,Наиболее близким по технической сущности к описываемому является дифэлемента И, фОрмирователь импульсов,первый блок памяти, информационныйвход которого соединен с выходомвторого элемента И, а выход - с прямам входом первого элемента ЗАПРЕТ ис инверсным входом второго элемента ЗАПРЕТ, выход первого элемента И, соединен с инверсным входом первого элемента ЗАПРЕТ и с прямым входом второго элемента ЗАПРЕТ, содержит второй блок памяти, третий, четвертый и пятый элементы И, третий и четвертый элементы ЗАПРЕТ, Р-триггер и два элемента ИЛИ, причем выход широтно-импульсного модулятора соединен .свходом формирователя импульсов и стактовым входом р-триггера, установочный вход которого соединен с шинойпотенциала логической единицы, выходФормирователя импульсов соединен спервыми входами третьего и четверто"го элементов И, вторые входы которыхсоединены соответственно с единичными с. нулевым выходами триггера, выход третьего элемента И соединен с управляющим входом первого блока памяти, выход четвертого элемента И в с управлякщим входом второго блока памяти, информационный вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход - к прямому входу третьего элемента ЗАПРЕТ и к инверсному входу четвертого элемента ЗАПРЕТ, выходы второго элемента И и Э -триггера соединены с соответствукшими входами пятого элемента И, выход которого со.единен с .инверсным входом третьего и с прямым входом четвертого элементов ЗАПРЕТ, выходы первого и третьего элементов ЗАПРЕТ соединены с соот ветствующими входами первого элемента ИЛИ, а выходы второго и четвертого элементов ЗАПРЕТ - с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выходы элементов ИЛИ являются выходами устройства.На чертеже показано устройство.Устройство содержит широтно-импульсный модулятор. 1, триггер 2, элементы И 3-7, формирователь 8 импульсов, блоки 9 и 10 памяти, Р -триггер 11, элементы ЗАПРЕТ 12-25, элементы ИЛИ 16 и 17.Блоки 9 и 10 памяти могут быть выполнены по известной схеме 3Устройство работает следующим об. разом.В исходном положении триггеры 2, 11 и блоки 9 и 10 памяти установлены в нулевое состояние (входы установки нуля условно не показаны).Входной аналоговый сигнал подается на вход широтно-импульсного модулятора 1, генерирующего импульсы прямоугольной формы, длительность которых соответствует текущим значениям входного сигнала, формирователь 8 по переднему фронту каждого широт10 модулированных импульсов на информациОнный вход блока 10 памяти на прямой вход элемента ЗАПРЕТ 13 и на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 12,Кроме того, единичное состояние триг гера 2 разрешает прохождение через элемент И 5 с выхода формирователя 8 на управляющий вход блока 9 памяти короткого импульса, .по которому происходит. считывание информации с блока 9 памяти.Нулевое состояние З -триггера 1 запрещает прохождение первого широтно-модулированного импульса через элемент И 7 на входы элементов ЗАПРЕТ 14 и 15, что исключает появление ложной информации на выходе. устройства по первому широтно-модулированному импульсу:. Задним фронтом первого широтно-модулированного импульса Э -триггер 11 перебрасываетсяв единичное состояние, разрешающее прохождение через элемент И 7 третьего и последующих нечетных широтно-мо-.45 дулированных импульсов с выхода элемента И 3 на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 14 и прямой вход элемента ЗАПРЕТ 15. По переднему фронту второго широт 50 но-модулированного импульса формирователь 8 вырабатывает короткий импульс, - по которому происходит считывание информации с блока 9 памяти.Импульс с блока 9 памяти,.длительность которого равна длительностипервого широтно-модулированного им 55 пульса, и второй широтно-модулированный импульс одновременно поступают на входы элементов ЗАПРЕТ 12 и 13.Если длительность второго широтномодулированного импульса больше длительности импульса, считанного с блока 9 памяти, то на выходе элемента ЗАПРЕТ 13 и, соответственно, на выходе элемента ИЛИ 17 появится им но-модулированного .импульса формирует короткий импульс. Нулевое состояние триггера 2 разрешает прохождение через элемент .И 3 первого и последующих нечетных широтно-модулированных импульсовна информационный вход бло ка.9 памяти, р которампоочередно запоминаются и хранятся их длительности,до прихода очередного четного импульса.Кроме того,. нулевое сЬстояние;триггера 2 разрешает прохождение через элемент И 6 с выхода формирователя 8 на управляющий вход блока 10 памяти короткого импульса, по которому происходит считывание информа циис блока 10 памяти.Задним фронтом первого и последующих нечетных широтно-модулированных импульсов триггер 2 перебрасыва-.ется в единичное состояние, разреша" 20 ющее прохождениечерез элемент И 4 второго и:последукцих четных широтнопульс, свидетельствующий о положительном знаке производйсФ, длительность которого пропорциональна величине первой производной входного аналогового сигнала. Если длительность второго широтно-импульсного. импульса меньше длительности импульса с бл:ка 5 памяти, то на выходе элемента ЗАПРЕТ 12 и, соответственно, на выходе элемента ИЛИ 16 появится шлпульс, свидетельствующий об отрицательном знаке производной, его длительность тоже пропорциональна величине. произодной входного сигнала. При равенстве длительностей первого и второго широтно-модулированных импульсов, импульсы на выходах элементов ИЛЙ 16 и 17 отсутствуют, что свидетельству" ет о нулевом значении производной входного аналогового сигнала.Задним фронтом второго широтно- модулированного импульса триггер 2 перебрасывается в нулевое состояние, поэтому третий широтно-модулированный импульс проходит через элемент И 3 на информационный вход блока 9 памяти, где он запоминается и хранится до прихода четвертого широтно-модулированного импульса, С выхода элемента И 3 через элемент И 7 третий широтно-модулированный импульс подается на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ ,14 и прямой вход элемента ЗАПРЕТ 15;Одновременно с этим импульсом на и инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 15 подается считанный с блока 10 памяти импульс, длительность которого равна длительности второго широтно"модулированного импульса.Если Длительность третьего широт" но-модулированного импульса больше длительности импульса, считанногО С блока 10 памяти, то на выходе элемента ЗАГП,ЕТ 15 и, соответственно, на выходе элемента ИЛИ 17 появится импульс, свидетельствующий о положительном знаке производной, длитель- " ность которого пропорциональна вели чине первой производной входного аналогового сигнала. Если длительноеть третьего широтно-модулированного импульса меньше длительности .импульса, считанного с блока 10 памя ти, то на выходе элемента ЗАПРЕТ 14 и, соответственно, на выходе элемента ИЛИ 16 появится импульс, свидетельствующий об отрицательном знаке производной, длительность которого . пропорциональна величине первой производной входного аналогового сигнала. При равенстве длительностей второго и третьего широтномодулированных импульсов импульсы на выходах элементов ИЛИ 16 и 17 отсутствуют, что свидетельствует о нулевом значении производной.103 /270 дуляции до одного и повышение, вслед"стние этого, динамической точностидифференцирования, определяет технико-эконсьвческий эФфект от использо-,вания изобретения. По каждому последующему широтно- модулированному импульсу процесс повторяется.Ськрашение времени измерения и выдачи результата с двух периодов моСоставитель Г.ОсиповПоповка Техред И,ГайдУ Корректор .Ференц ФФ Редак 06вевнога комитетретений и откры)(-35, Рауюская ака ПП "Патент", г,ужгсрод ул. Проектная, 4 фили 013/52 Тираж ВНИИПИ Государс по делам изо 113035, Иосква, Подписное СССРийаб., д,4/5