Устройство для интегрирования переменного сигнала

Изобретение относится к аналоговои вычислительной технике и предназначено для интегрирования переменного сигнала.Цель изобретения - повышение точности интегрирования.На фиг,1 представлена блок-схема устройства для интегрирования переменного сигнала; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы работы устройства при отсутствии ошибки во входном сигнале; на фиг.4 и 5 - то жепри наличии во входном сигнале ошибки д.Устройство для интегрирования пере. мениого сигнала (см. фиг,1) содержит фор мирователь 1 импульсов, генератор 2 импульсов, элемент 3 задержки, интегратор 4 с обнулением, запсминающий элемст 5, масштабный элемент 6 и сумматор 7,На диаграммах показаны сигналы: а) на входе устройства; б) на выход генератора 2; в) на выходе интегратора 4 и на выходе масштабного элемента 6 (г 1 уктир); г) на выходе устройства. На диаграмме (фиг,5 д) изображен резупьгат инге(рирования переменного сигнала с ошибкой д "ез применения устройства,Устройство работает следу(ощим образом,На вход интегратора 4 поступает переменный сигнал с периодом Т(фиг,2, а). Генератор 2 вырабатывает сигналы с периодом.равным Т/2 (фиг,2, б) на обнуле(хз интегратора 4 и на запоминание уровня выходоосигнала запомина(ощим элементом 5.При этом сигнал на вхоц сбр.са и( чратора 4 поступает через элемент 3 задержки.В момеить времени 1 п, где и = О, 1, 2,3, происходит обнуление интегратора 4(фиг,2 в), в это 1 же момент на запоминающем элемен ге 5 сохраняется урочень сигна.ла интегратора 4 до обнуления, записаинь(йв мОмент вРемени Ь - Ьад, гДе Ьад - вРемЯзадержки элемента 3 задержки. В связи стем, что время задержки зад существеноменьше выбранного масштаба времени, надиаграммах для упрощения оно показаносовмещенным с Ь. Сигнал с выхода запоминающего элемента 5 передается на масштабный элемент 6, а затем с коэффициентом1/2 (фиг.2 в, пунктир) на один из входовсумматора 7, На другой вход сумматора 7поступает счгнал с выхода интегратора 4(фиг.2 в). Выход сумматора 7 является выходом устройства (фиг.2 г).В момент времени Ь +1 поступает очредной сигнал с генератора 2 и цикл повторяется аналогично,Значение коэф. ициента передачи масштабного элемента 6, равного 1/2, является оптимальным и выбрано исходя иэ условия монотоности, т,е, отсутствия в любой мо мент времени скачкообразных изменений выходного сигнала устройства Для выполнения этого условия необходимо, чтобы в момент Ь обнуления, когда сигнал изме. л(зтся скачком, к выходному сигналу ин,( те; ратора 4 (фиг,2 в) добавлять аналогичное противоположное изменение сигнала с коэффициентом К (фиг,2 в,пунк( тир дг,- )2 15 Условия монотонности выходного сигнала устройства при интегрировании переменной периодической функции:Оных ( 1 и - Л) =- (3 в(х (Ь + Л), (1)где Ыиь;х - выходной си(ал устройства; 2", Л- приращение времени; Л и = О, 1, 2, 3, . нэтуральный ряд чисел, Для момента времени тп обнуления чнтьгрзтора 4 справедливо ус(и+1) - Оньхи(Ь - Л) = 3 Овхд пт2О иьхх и ( сп - Л)= О, где Ох - входной сигнал устройства; 1(оь х иь(.хояиой С(л(ныл интегратОра; Т - период входного сигнала (здесь и .:х далее опускается собственная постолниая ьремени интегратора 4) ЛО иьвх и - 0 (вь(х и (тп + Л) (и +1) - т г (-пах и ( сп Л) = У Овхй. итг Для масштабыогп элемента (фиг.2 в,1 пу,ктир) при К = - справедливо2 (и +1) - и -г ЛОвыхмв = Кхв ( хв ОвхбВ - .( ОвхВв%вв,(2) где О;ь(х х 1 э - выходной сигнал масштабного элемента;ЛО , - приращение выходногосигнала масштабного элемента в моментобнуления интегратора;К(з - коэффициен; передачи масштабного элемента ьДля переменного периодического сигнала справедливо раиенство+ -Т2Тогда уравнение (2) приобретет видвых мэ(3) 2 Кмэ ЛО вых и Для соблюдения условия монотоннг, - Сти, кОгда Л О выхмэ = Л О вых инеобходим коэффициент масштабного зле1мента Кмэ = - ,2Особенностью в рабохе устрой:тва является то, что в первом периоде интегрирования на выходе устройсгва имеют место отклонения от требуемого значениг сигьа. ла, однако установившийся режим наступает не позднее моменга времени12 (фиг.2 г). Поэтому все расчеты верны дляТтт 2, что состав;яет Т . - - в зависимости от значения фазы обнуляющих импульсов относительно входного сигналаОшибка входного сигнала д (фиг.4 а) не интегрируется (ие накапливается) устройством, однако приводит к появлению в выходном сигнале ска кообразньх изменений, обусловленных обнулением интегратора, Величина эгих скачков и ошибки на3выходе устройсгва равна - д Т,4где Т - период входного сигнала;5 д - значение ошибки во входном сигнале устройства,Аналогичный результат достигается принесовпадении обнуляющих импульсов интегратора с моментами перехода через ноль10 интегрируемого геременныго сигнала, Нафиг.5 э - г представлен такой случай. Сигнална выходе устр;.йства (фиг.5 г) имеет в моменты времени 1, и 11 отклонения от требуемоо значения, но, начиная с 12, входит в15 установивши ийся оежим. Ошибка при этомтакже не нака ливаетсяФормула изсбоетенияУстройство для интегрирования переменного сигнала, содержащее ингегратор с20 обнулением, выход второго подключен кпервому входуумматора, генератор импульсов, выход которшо соединен с управляющим входом запоминающего элементаи через эгемен" задержки псдключен к вхор 5 ду сброса егратсра, с т л и ч э ю щ е ес я тем, чтсь с целью поньшения точностиинте рирования. е его введены формирователь и пульсов и,вг ;табныи элемент,включснный мс жду ььи загомиающе 30 Го земета и вгорым входом сумматора,вход фори роеателя ; ульсов соединен свходом устройсгеа, а выход гоключен кв;од; схоониза и геераора импульсое.351624483 акаэ 192 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 и ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, Уа.Гагарина, 1 О Составитель С,Белан Редактор А.Долинич Техред М.Моргентал Корректор А.Долинич