Дифференцирующее устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 4 С 06 18 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗОБРЕТ 4365165/24-2412.11.8723.07.89. Бюл. Ф 27Томский политехничеим, С,И.КироваВ.В.Иедведев681.3 (088,8)Авторское св6690, кл. Сторское свид0838, кл . СДИФФЕРЕНЦИРИзобретение относитьной технике. Цель(72) (53) (56) Р 11 В 10 (54) (57) лител 801495823 А 1 2повышение точности диАференцироУстройство содержит генератор 1товых импульсов, интегратор 2,орган 3, первый, второй и третий делнтели 4, 5, 6 частоты, с первого пчетвертый триггеры 7 - .10 и элементыИ 11 - 14. Устройство вырабатываетвремяимпульсную последовательностьна одном из выходов . в зависимостиот знака производной, ширина импульсов пропорциональна величине производной. Моменты переброски триггера10 соответствуют моментам экстремумов, 1 з.п. ф-лы, 2 ип,3 49582Изобретение относится к вычислительной технике.Цель изобретения - повышение точности дифференцирования и расширениефункциональных возможностей за счетопределения моментов экстремумов сигналаа,На Фиг.1 показана схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, 10,поясняющие работу устройства,Устройство содержит генератор 1тактовых импульсов интегратор 2,нуль-орган 3, первый 4, второй 5 итретий 6 делители частоты, с первого 15по четвертый триггеры 7-10 и элементы И 11-14.Устройство работает следующим образом,С выхода генератора на вход делителя 4 поступают импульсы с частотой,определяемой требуемой точностью работы устройства, которая определяеттакже и коэффициент деления делителя4. Одновременно с пуском устройстватриггеры 7 - 9 и делители 5 и 6 устанавливаются в исходное состояние. Исходному состоянию триггера 7 соответствует наличие сигнала на его инверсном выходе, Исходному состоянию триггеров 8 и 9 соответствует отсутствиесигналов на их выходах, Исходномусостоянию делителя 5 соответствуетотсутствие сигнала на его выходе, исходному состоянию делителя 6 соответствует наличие сигнала на его выходе. Элементы И 11 и 13 закрыты ввиду отсутствия сигналов на первых входах, соединенных соответственно с вы-ходами триггеров 8 и 9. Элементы И ИО12 и 14 закрыты ввиду отсутствия сигнала на одном из входов. На выходахустройства сигналы отсутствуют.При поступлении импульса с выходаделителя 4 на вход запуска интеграто- дра 2 начинается интегрирование входного сигнала, поступающего на первыйвход интегратора 2. Интегрированиевходного сигнала производится в течение интервала времени, соответствующего длительности импульса на выходеделителя 4. По окончании импульса навыходе делителя 4 производится разряд интегратора 2 эталонным напряжением элементы, обеспечивающие разряд интегратора 2 с постоянной скоростью, не показаны . Время разрядаинтегратора 2 определяется величинойэталонного напряжения и заведомо 3 4меньше длительности импульса на выходе делителя 4,При достижении выходным сигналоминтегратора 2 нулевого уровня срабатывает нуль-орган 3. Сигнал с выходапоследнего опрокидывает триггер 7.Сигнал с первого выхода триггера 7поступает на первый вход триггера 8,приводя в состояние, при котором наего выходе появляется сигнал. Одновременно сигнал с первого выходатриггера 7 поступает на шину сбросаделителя 5, приводяего в нулевоесостояние, Коэффициент деления делителя 5 в два раза больше коэффициентаделения делителя 4, поэтому длительность импульса на выходе делителя 5в два раза больше длительности импульса на выходе делителя 4,Импульсы с выхода генератора 1 через открытый элемент И 11 поступаетна вход делителя 5. При поступлениина вход делителя 5 количества импульсов, равного его коэффициенту де"ления, делитель 5 срабатывает, наего прямом выходе появляется сигнал,который поступает на первый вход элемента И 12, Элемент И 14 закрывается.Сигнал с прямого выхода делителя 5поступает также на второй вход триггера 8, приводя его в состояние, прикотором на выходе триггера 8 сигналотсутствует. Элемент И 11 закрывается и импульсы с выхода генератора 1на вход делителя 5 не проходят.При поступлении второго импульсас выхода делителя 4 на вход интегратора 2 начинается интегрирование,входного сигнала. Вновь интегрирование производится в течение интервала времени, равного по длительностиимпульсу на выходе делителя 4, затемпроизводится разряд интегратора 2 стой же эталонной скоростью.При достижении выходным сигналоминтегратора 2 нулевого уровня срабатывает нуль-орган 3, импульсом с выхода которого опрокидывается триггер7. Сигнал с второго выхода триггера7 поступает на первый вход триггера9, приводя его в состояние, при котором на выходе триггера 9 появляетсясигнал. Одновременно сигнал с второго выхода триггера 7 поступает на шину сброса делителя 6, приводя его внулевое состояние.Параметры делителей 5 и б иден.тичны, 5 149Импульсы с выхода генератора 1 через открытый элемент И 13 поступают на вход делителя 6. При поступлении на вход делителя 6 количества импульсов, равного коэффициенту деления, делитель 6 срабатывает и на его прямом выходе появляется сигнал, который поступает на вхоц элемента И 12. Сигнал с выхода делителя 6 поступает также на второй вход триггера 9, перебрасывая его в такое состояние, при котором сигнал на выходе отсутствует. Закрывается элемент И 13 и импульсы с выхода генератора 1 на вход делителя 6 не приходят, Закрывается также элемент И 14, так как на инверсном выходе делителя 6 сигнал отсутствует,Величина производной входного сигнала характеризуется интервалом времени между срабатываниями нуль-органа 3 и одного из делителей,(5 или 6) между импульсами на выходе делителя 4.Последовательность срабатывания нуль-органа 3 и делителей 5 и 6 зависит от знака производной.При монотонном увеличении входчого сигнала информация о величине производной в виде времяимпульсной последовательности появляется на выходе элемента И 12 вследствие наличия сигналов на прямых выходах делителей 5 и 6 (первым срабатывает один иэ делителей 5 или 6, затем срабатывает нуль-орган 3,1. При уменьшении входного сигнала информация о величине производной появляется на выходе логического элемента И 14 вследствие наличия сигналов на инверсных выходах делителей 5 и 6 (первым срабатывает нуль-орган 3, затем срабатывает один из делителей 5 ипи 6) .Изменение знака производной приводит к срабатыванию триггера 10.В последующих циклах определения величины производной входного сигнала порядок работы устройства повторяется.Иа временных диаграммах сверху вниз представлено состояние выходов делителя 4, интегратора 2, нуль-органа 3, делителей 5 и 6, триггеров 7 - 9, логических элементов И 12, 14, триггера 10.Таким образом, определение величины производной входного сигнала производится в предлагаемом устройстве с высокой точностью, обусловленной5823 6наличием одного измерительного канала и одного времяэадающего элемента. 2. Устройство по п.1, о т л и -чающее ся тем, что, с целью 55"расширения функциональных возможностей эа счет определения моментовэкстремумов сигнала, устройство со 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Формула изоб ре тения 1. Дифференцирующее устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, интегратор, информационный вход которого является входом устройства, а выход соединен с входом нуль-орга - на, выход которого соединен с входом первого триггера, первый и второй элементы И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 1 то, с целью повышения точности, в него введены второй и третий триггеры, три делителя частоты, третий и четвертый элементы И, при этом выход генераторя тактовых импульсов соединен с входом первого делителя частоты и с первыми входами первого и второго элементов И, прямой выход первого триггера соединен с единичным входом второго триггера и с входом сброса второго делителя частоты, прямой выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, с нулевым входом второго триггера, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом второго делителя частоты, инверсный выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, инверсный выход первого триггера соединен с единичным входом третьего триггера и с входом сброса третьего делителя частоты, выход третьего триггера соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом третьего делителя частоты, инверсный выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, а прямой выход - с нулевым входом третьего триггера и с вторым входом третьего элемента И, вход запуска интегратора соединен с выходом первого делителя частоты, выходы третьего и четвертого элементов И являются выходами соответственно положительной и отрицательной производной. держит дополнительный триггер, единичный и нулевой входы которого сое1495823 Составитель Г.ОсиповРедактор А,Шандор ТехредЛ.Олийнык Корректор А,К ак 4269/48 Тираж 668 Подписно Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Т СС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 динены с выходами соответственно третьего и четвертого элементов И, а выходы являются выходами индикации моментов экстремумов,