Дифференцирующее устройство

(23) Приоритет -Опубликовано 300381. Бюллетень Ио 12 51 (з 6 06 6 7/186 Гесударственныя нвиитет СССР яв аелан изобретений н втнрытяйДата опубликования описания 300381(72) Автор изобретения Т.Л.ИетсТартуский филиал Центрального опытно-конструкторскоготехнологического, бюро Гасударственного всЕсоюзного орденаТрудового Красного Знамени научно-исследовательскоготехнологического института ремонта и эксплуатации.машинно-тракторного парка(54) ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к вычислительной технике.Известны дифференцирующие устройства, основанные на вычислении разности интегральных значений входного сигнала, взятых на соседних интервалах времени Щ и 2 .Известно устройство, сбдержащеереверсивный счетчик и схему управления режимом сложения-вычитания импульсов входной последовательности 13,Недостаток устройства - необходимость частотно-импульсной модуляции дифференцируемого сигнала н зависимость масштаба вычисляемой разности (производной) от интервала интегрирования. Наиболее близким к предлагаемому является дифференцирующее устройст-2 О во, содержащее аналого-цифровой преобразователь, реверсивный цифро-аналоговый преобразователь, регистор, коммутационные элементы и блок син" хронизации Г 21. Однако в этом устройстве также существует зависимость масштаба вычисляемой производной от длительности интервалов интегрирования. ЗО Цель изобретения - обеспечение независимости масштаба производной от времени усреднения.Поставленная цель достигается тем, что дифференцирующее устройство содержащее блок синхронизации, блок индикации и лючи, содержит генератор импульсов стабильной частоты, элемент И, триггер, два инвертораповторителя, первый интегратор, ком" паратор, два О-триггера, дешифратор, источник опорного напряжения и второй интегратор с ключом сброса в цепи обратной связи, вход устройства через последовательно соединенные первый инвертор-повторитель и первый ключ связан с первым входом первого интегратора, источник опорного напряжения через последовательно соединенные второй ключ, второй интегратор, второй инвертор-повторитель и третий ключ связан с вторым входом первого интегратора, выход которого подключен к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, выход компарато" ра соединен с первым входом триггера и с О"входами О-триггеров, выходы триггера и генератора импульсов стабильной частоты соединены с соответФормула изобретения 45 50 55 6 О 65 ствующими входами элемента И, выкод которого подключен к первому входу блока индикации, выкод триггера соединен с управляющими входами третьего ключа и блока синхронизации, выход первого О-триггера с управляющиМ входом второго инвертора-повторителя и с первым входом дешифратора, выход второго О-триггера соединен со вторым входом дешифратора, выход которого, подключен к второму входу блока индикации, первый выход блока синхронизации соединен с управляющим входом первого инвертора-повторителя, второй выход - с управляющими входами первого и второго "ключей, третий - с управляющим входом блока индикации, четвертый - с управляющим входом дешифратора, пятый - с управляющим входом второго О-триггера, шестой - с управляющим входом первого 0-триггера и с вторым входом триггера, седьмой в . с управляющим входом ключа сброса второго интегратора.На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит вХод сигнала 1, первый инвертор-повторитель 2, ключи 3,4 и 5 , интегратор б с входными масштабными резисторами 7 и 8 и интегрирующим конденсатором 9, компаратор 10, трнггер 11, элемент И 12, генератор 13 импульсов стабильной . частоты, блок 14 индикации, интегратор 15 с входным масштабным резистором 1 б 1 интегрирующим конденсатором 17 и ключом 18 сброса, блок 19 синхронизации, источник 20 опорного напряжения, второй инвертор-повторитель 21,"дешйфратор 22,0-триггеры 23 и 24,Устройство дифференцирует входнойсигнал О(с) , усредняя его изменениев определенное время. Производнаясигнала О(с) получается в соответствии с выражениемО(с) 5 Ъ(с)дс-О(с)дс /(ас)Ь 2где мс -с =с -с - ийтервалы времени интегрирования (фиг.2)Устройство работает следующим образом.В начальном Состоянии выходныенапряжения интеграторов б и 15 равнынулю, ключи 3,4 и 5 разомкнуты, ключ18 эамкнут. В начале интегрированияблок 19 синхронизации замыкает ключи3 и 5 и размыкает ключ 18. В течениепервого интервала (сЬ -с) интеграторб интегрирует неинвертированное входное напряжение. В момент с сигналомс блока 19 инвертор-повторитель 2переводится в инвертирующий режим,а 0-триггер 23 - в состояние, соответствующее полярности выходного сигнала компаратора 10. В течение второго интервала (с -с ) интегратор бинтегрирует инвертированное входноенапряжение. К моменту съ на интеграторе б накапливается найряжение, соответствующее изменяющейся части входного сигнала, одновременно в течение времени Т = с -с опорное напряжение ОЬинтегрируется интегратором 15.В моментс блок 19 подает импульссброса на вход блока 14 индикации,а на входы триггеров 11 и 24 - импульс начала цикла компенсации иразмыкает ключи 3 и 5, на выходе0-триггера 24 появляется уровень,соответствующий знаку выходногонапряжения компаратора 10 и управляющий работой второго инвертора-повторителя 21, на выходе триггера 11 появляется разрешающий уровень 1, кото рый замыкает ключ 4, импульсы генератора 13 через элементы И 12 поступают в блок 14 индикации, на выходедешифратора 22 вырабатывается сигнал,соответствующий знаку производной, и 20 подается в блок 14 компенсация заряда интегратора б производится выходным напряжением интегратора 15через инвертор-повторитель 21 до обнуления напряжения интегратора б. В 25 конце интервала компенсации срабатывает компаратор 10 и переводит триггер 11 в начальное состояние, элемент И 12 закрывается, сигнал с выхо-да триггера 11 размыкает ключ 4, атакже (через блок 19) замыкает ключ18 и возвращает интегратор 15 в начальное состояние. Время компенсацииТ измеряют, заполняяего импульсамипостоянной частоты. Время компенсацииТК пропорционально среднему значениюпроизводной О ;с) = д О независимо отдлительности интервала интегрирования, поскольку компенсирующее напряжение, вырабатываемое интегратором15, пропорционально интервалу интег рирования. Дифференцирующее устройство, содержащее блок синхронизации, блок индикации и ключи, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью обеспечения независимости масштаба производной от времени усреднения, устройство содержит генератор импульсов стабильной частоты, элемент И, триггер, два инвертора-повторителя,первый интегратор, компаратор, два О-триггера, дешифратор, источник опорного .напряжения и второй интегратор с ключом сброса в цепи обратной связи вход устройства через последовательно соединенные первый иывертор-повторитель и первый ключ связан с первым входом первого интегратора, источник опорного напряжения через последовательно соединенные второй ключ, второй интегратор, второй инвертор-повторитель и третий ключ связан с вторым входом первогоинтегратора, выход которого подключен к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, выход компаратора соединен с первым входом триггера,. и с 0-входами .Р-триггеров, выходы триггера н генератора импульсов стабильной частоты соединены с соответствующими входами элемента И, выход которого подключен к первому входу блока индикации, выход триггера соединен с управляющими входами третьего ключа и блока синхронизации, вы-, ход первого О-триггера соединен с . управляющим входом второго инвертора-повторителя, н с первым входом дешифратора, выход второго Э-триггера соединен с вторым входом дешиФра- тора, выход которого подключен к вто- рому входу блока индикации, первый выход блока синхронизации соединен с управляющим входом первого инвертораповторителя, второй выход - с управляющими входами первого и второгоключей, третий - с управляющим входом,блока индикации, четвертый - с управляющим входом дешифратора, пятыйс управляющим входом второго 0-триггера, шестой - с управляющим входомпервого б-триггера и с вторым входомтриггера, седьмой - с управляющимвходом ключа сброса второго интегра- Е тора.Источники ин 4 юрмации,принятые во внимание прн экспертизеХ. Круг Е,К. и др. ЦиФровие регуляторы. фЭнергияф, 1966, с.216-217.1 2. Гальперин Л.Н., Машкинов Л.Б, нНевольниченко Б.И. Устройство длядиереицирования и интегрированиямедленно изменяющихся электрическихсигналов.-фПриборы н техника экспериментаф, 1974, В 1,817729 Фаеу Фи Составитель Г.Осиповембак Техред Н.Бабурка Корректор Н. Швьщкая актор Зака Филиал ППП "Патент", г.ужгород,.ул.Проектная 1468/65 ТираВНИИПИ Государспо делам изо 113035, Москва, Ж 745венного комитет ретений и откры 35, Раушская на ПодписиСССРйд.4/5