Дифференцирующее устройство

Союз СоыетскикСоциапистическиаРеспубпии ИСАНИЕ АВТОРСКОМУ ИТЕЛЬСТ(6 ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11,0130 (21) 286889 24 С 7/1 исоединеиием заявки РЙГасударственный квинтет 23) Приорит делаи нзобретеннй н открытнй Опубл иков ДК 681. И 5та опубликования описания 30.1281(72) Автор изобретения Ф.Ермаков КрасногоЗнамениго Орджоникидзе овог ордена Тринститут Новочеркасски политехническ 1) Заявител м.(54) ДИФФЕРЕНЦИРУЮЦЕЕ УСТРойСТ первой про пряжения.сширениетей за счет получения про порядка.Поставленн тем, что дифф содержащее дв лителей, перв ды которых со ройства, два е перво изводных я цель до ренцирующ пары опе е неинвер динены со апоминающ тигается е устройство, ационных усиирующие вховходом уст х конденсато и этом выходы опей первой пары четельны раздел тречно раллельадкоитора ои онденс ами операары, вытвующие ими вход второй и ервыми инвертирую ионных усилителей оды которых через оответ Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и можетбыть использовано, в частности, вэлектроэнергетике,Известное устройство, предназначенное для определения уровня производной напрлжения, содержит блок выделения модуля приращений напряженияпороговое устройство, триггеры, генератор прямоугольных импульсов, элемент И, элемент задержки 1 1 1,Недостатком данного устройстваявляется возможность фиксации с егопомощью только определенного уровняпроизводной напряжения,Наиболее близок к предлагаемомудифференциатор напряжений, содержащий операционные усилители, диодноемкостные запоминающие ячейки, генератор прямоугольных импульсов, триггер, инвертор НЕ, элементы задержки 1 21.Недостатком известного дифференциатора является возможность получе. 30,1231. Бюллетень Рй 48,ния с его помощью толизводной исследуемогоЦель изобретенияфункциональных возмож а, четыре разделительных диода иенератор прямоугольных импульсов,ыход которого соединен с единичны входом триггера, и рационных усилител рез соответствующи диоды, включенные но, соединены с пе вого запоминающегоразделительные диоды, включенныевстречно-параллельно, соединены спервой обкладкой второго запоминающего конденсатора, вторые обкладкизапоминающих конденсаторов соединеныс шиной нулевого потенциала, содержит дополнительно второй генераторпрямоугольных импульсов, (пФ 1)-канальный распределитель уровней (гдеи - максимальный порядок производКной, (и) пар операционных усилителей, 2(п) разделительных диодови (и) запоминающих конденсаторов,причем первые неинвертирующие входыоперационных усилителей каждой из,(и) пары соединены со входом устройства, выходы операционных усилителей каждой из (и) пары соединенычерез соответствующие разделительныедиоды, включенные встречно-параллельно,с первой обкладкой соответствующего запоминающего конденсатора, первая обкладка каждого 1-го запоминающего конденсатора (1 Л 1и+1), соединенная с соответствующим выходомчустроиства, соединены с соответствующими инвертирующими входами операционных усилителей каждой 1-ой пары(1+1б и+1), в каждой 1-ой пареоперационных усилителей соответствующий инвертирующий вход первого и второй неинвертирующий вход второгосвязаны с (и в , 1 + 2)-ым выходом распределителя уровней, выход второгогенератора прямоугольных импульсовсоединен со счетным входом распредегителя уровней, (и+1)-ый выход которого соединен с нулевым входом триггера, инверсный выхоц которого соединен со входом установки нуля распределителя уровней.На чертеже представлена схема устройства (для случая двухкратного дифференцирования).Устройство содержит операционныеусилители 1 и 2, разделительные диоры 3 и 1, запоминающие конденсаторы5, генераторы б и 7 прямоугольных импульсов, распределитель 8 уровнейи триггер 9Предлагаемое устройство работает следующим образом. При нулевом состоянии триггера 9 единичное напряжение с его инверсного выхода приложено ко входу установки нуля распределителя уровней 8, что удерживает последний также в нулевом состоянии несмотря на то, что на его счетный вход поступаю 1 импульсы генератора 7. При этом единичное напряжение с выходов распределителя .3 приложено ко входам смещенияусилителей 1 и 2, в результате напряжение на конденсаторах 5 поддерживается постоянным и равным для каждого конденсатора значению, накопленному в предыдущем такте работы уст О ройства.Появление очередного импульса генератора 6 приводит к срабатываниютриггера 9, который снимает единицное напряжение со входа установки 15 нуля распределителя 8 и на его выходах поочередно с частотой К генератора 7 2 Й Г появляются нулевыепотенциалы. Нри этом происходит поочередное обновление информации, за О поминаемой на конденсаторахНапряжение, запоминаемое на конденсаторах 5, представляет собой приращение соответствующего порядка,которое является, как известно, ли нейной композицией входного сигналаи приращений более низкого порядка.При появлении сигнала на последнем, (и+1)-ом, выходе распределителя 8 триггер 9 снова переводится внулевое состояние, распределитель 8остается в нулевом состоянии и вседиоды снова оказываются закрытымидо начала следующего такта.Устройство работает аналогичнокак при отрицательных, так и при положительных производных, а также приотрицательных значениях входного сигнала, При его запуске переходныйпроцесс в вычислении 1-ой производной заканчивается черезтактов.Технико-экономический эффект отиспользования предлагаемого устройства определяется использованием простой элементной базы и возможностьюмикроминиатюризации при расширенныхфункциональных возможностях. Формула изобретенияДифференцирующее устройство, содержащее две пары операционных усилителей, первые неинвертирующие входы которых соединены со входом устройства, два запоминающих конденсатора, 55 четыре разделительных диода и генератор прямоугольных импульсов, выход которого соединен с единичным входом триггера, при этом выходы операцион5 8 ных усилителей первой пары через соответствующие разделительные диоды, включенные встречно-параллельно, соединены с первой обкладкой первого запоминающего конденсатора и первыми инвертирующими входами операционных усилителей второй пары, выходы которых через соответствующие разделительные диоды, включенные встречно-параллельно, соединены с первой обкладкой второго запоминающего конденсатора, вторые обкладки запоминаю" щих конденсаторов соединены с шиной нулевого потенциала, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей эа счет получения производных выше первого порядка, устройство содержит дополнительно второй генератор прямоугольных импульсов, (и + 1)-канальный распределитель уровней, где и - максимальный порядок производнои, (и - 1) пар операционных усилителей, 2 п - 1) разделительных диодов и (и - 1) запоминающих конденсаторов, причем первые неинвертирующие входы операционных усилителей каждой из (и - 1) пары соединены со входом устройства, выходы операционных усилителей каждой из (и - 1) парь соединены через соответствующие разделительИсточники информации,фф принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЮ 524189, кл, С Об; 7/12, 1975. 2. Авторское свидетельство СССРЗО Н 591371 кл. С 06 С 7/18, 1976 (прототип). 94728 4ные диоды, включенные встречно-параллельно, с первой обкладкой соответствующего запоминающего конденсатора,первая обкладка каждого 1-го запомиф:нающего конденсатора (1 -с 1 с и+1),соединенная с соответствующим выходом устройства, соединена с соответствующими инвертирующими входамиоперационных усилителей каждой 1-ой1 О пары (1+16 1 и+1), в каждой 1-ой. паре операционных усилителей соответствующий инвертирующий вход первогои второй неинвертирующий вход второго связаны с (и - 1 + 2)-ым выходомраспределителя уровней, выход вторЬго генератора прямоугольных импульсов соединен со счетным входом распределителя уровней, (и + 1)-ый выходкоторого соединен с нулевым входомфф триггера, инверсный выход которогОсоединен со входом установки нуляраспределителя уровней,894728 Составитель Г.Осиповдактор Л.Пчелинская Техред Т. Маточка Коррек Сте Заказ 11491 В/79 Тираж 748 НИИПИ Государственного ко по делам изобретений и113035, Москва, Ж; Рауш Подписнотета СССРткрьтийая наб., д. 4/5