Дифференцирующее устройство

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(088.8) по делаи изобретений и открытийОпубликовано 07.02.82. Бюллетень РЙ 5 Дата опубликования описания 07.02.82(54) ДИФФЕРЕН ПИРУЮЩЕЕ УСТРОИСТВ Изобретение относится к аналоговойвычислительной технике и может бытьиспользовано в системах автоматического регулирования,Известны дифференцирующие устройств, основанные на сравнении запомнен ных мгновенных значений сигнала в тактовые моменты времени. Одно из них содержит два входных кпюча, запоминающие конденсаторы и дифференциальный усититепь ( 1.Однако выходной сигнап устройства является знакопеременным, что затруд няет ет;о испопьзование в ряде систем.Наиботее бпнзким к предпагаемому цо технической сущности является дифференцируюшее устройство, содержащее два запоминающих конденсатора, соединенных с входом через первый и второй управпяемые кпючи, первый и второй дифференциальные усипитепи, триггер, третий и четвертый управляемые ключи и два переходных конденсатора, при этом первые обкладки запоминающих кондеи 2асаторов подкпючены к соответствующимвходам первого дифференциального усипитепя, выход которого через третий и четвертый управляемые ключи связан с соответствующими входамн второго дифференциапьного усилителя, выходы триггера соединены с управпяюшимн входамипервого и второго управляемых ключейчерез соответствующие переходные контоденсаторы, а с управпяюшнмн входамитретьего и четвертого управляемых кпючей - непосредственно, Известное устройство позволяет получить выходнойсигнал в виде напряжения постоянноготока2.Однако в выходном сигнале устройства присутствуют выбросы напряженияпротивоположной попярности, возникающие при перезаряде запоминающих конденсаторов, Кроме того, управцение входными ключами с помощью экспоненциапь- ных импульсов, получающихся при перезаряде переходных конденсаторов черезвходное сопротивление ключей, не позво 903 902ляет попучить стабнпьного времени замыкания входных кпючей и стабильной фазы размыкания кпкчей, Это приводит к нарушению симметрии переменного напряжения с выхода первого цифференциапьного усипитепя и к qупьсациям выходного напряжения устройства с частотой 1 пр, Нестабильность и разброс параметров цепейзаряда зи оминаюших конденсаторов затрудняет испопъзование из О вестного устройство и качестве дифференциатора огибаоцс й амплитудно-модулированного входного сигнапа, а счабое подавпение синфазно о сигнапа в дифференциапьном усинитепе и его дрейф мо гут привести к амппитудной модупяции выходного сигнапа.Цепь изобретения - повышение точности и помехоустойчивости.20Цепь достигается тел 1, что иифференцируюшее устройство. содержашее первый и второй запоминакшие конденсаторы, первые обкпадки которых соединены с первой входной шиной, вторые обкпадки запоминающих конденсаторов соединены с соответствую.ними входами. пифференциапьного усипитепя и с выходами первого и второго кпкчей, и триггер, допопнитепьно содержит два эпемента Р, эпемент ИЛИ-НЕ, фипьтр высоких частот, фазовый детектор, третий кпюч, третий запоминающий конденсатор, фазоврашатепь, формирователь импульсов и зарядный резистор, через который вторая35 входная шина связана с входами первого и второго кпючей, выход дифференциального усилитепя связан через фипьтр высокой частоты с первым входом фазового детектора, второй вход которого40 подкпючен к выходу триггера, первый выход фазового детектора через третий кпкч, а второй выход непосредственно соединены с обкпадками третьего запоминающего конденсатора и с соответству 45 юшими выходными шинами устройства, вход фазоврашателя подкпючен к шине задания тактовой частоты, а выход фазоврашатепя через формироватепь импупьсов к счетному входу триггера и к первым входам элементов И, вторые входы50 которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера, выходы эпементов И соединены с упраьпяюшими входами первого Ъ второго кпючей, а также с соответствующими входами эпемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с управпяюшим входом третьего кпюча. На чертеже представпена схема предпагаемого устройства.Устройство содержит кпкчи 1 и 2,дифференциапьньй усипитень 3, финьтр4 высоких частот, фазовый детектор 5,ключ 6, эпементы И 7 и 8, эпементИЛИ-НЕ9, триггер 10, формироватепь11 импупьсов, фазоврашатепь 12, входной резистор 13, запоминаюшие конденсаторы 14-16, Позицией 17 обозначенашина задания тактовой частоты.Устройство работает спедуюшим образом,Входной сигнал через резистор 1.3 .иключи 1 и 2, замыкаюшиеся поочереднос частотой 1 тскт /2, поступает на конденсаторы 14 ипи 15, образуюшие срезистором 13 интегрирующую цепочку. Ее постоянная времени соизмеримаа дпитепьностьк.импупьсов записи, открывающих кпючи 1 и 2. Это способствует подавпению входных импупьсныхпомех. С конденсаторов 14 и 15 попеременно изменяющиеся ступенчатые напрякения поступают на вход дифференциапьного усипитепя 3, на выходе которого образуется переменное напряжение прямоугопьной формы с фронтами, опредепяемыми постоянной времени цепи заряда запоминающих конденсаторов 14 и 15, Поспе фипьтрации напряжения дрейфа и синфазной помехи дифференциально о уси питепя 3 переменное напряжение поступает на вход фазового детектора 5, на другой вход которого подается опорное напряжение прямоугопьной формы с выхода триггера 10. На выходе фазового детектора 5 образуется постоянное напряжение, пропорционапьное скорости изменения входного сигнапа, имеющее выбросы напряжения противопопожной попярности. На время действия этих выбросов напряжения кпюч 6 размыкается и на конденсаторе 16, подкпюченном к выходу устройства, "хранится" предыдущее значение напряжения.Импуqьсы записи вырабатываются формироватепем 11 и распредепяются триг гером 10 через эпементы И 7 и 8 попеременно на кпючи 1 и 2.Импупьс, управпяюший размыканием кпюча 6, образуется на выходе элемента ИЛИ-НЕ 9.Б сцучае дифференцирования огибак- шей амппитудно-модупированного входного сигнапа на шине 17 подается несущая частота е входного сигнала пибо, при необходимости 1 цЕС/2 ис /3 и т,д,5 90 фазоврашатепь 12 при этом служит дпясовмещения во времени выходного импульса формирователя 11 с необходимым участком входного сигнала, например с максимумом синусоиды входного сигнала.Смена полярности выходного напряжения производится подключением входа опорного сигнала фазового детектора 5 к другому выходу триггера 10.Технико-эконоМиЧеский эффект от использования изобретения обусловлен повышением точности и помехозашищенности при дифференцировании сигналов постоянного и переменного тока форму па изобретения Дифференцирующее устройство, содержащее первый и второй запоминающие конденсаторы, первые обкладки которых соединены с первой входной шиной, вторые обкладки запоминающих конденсаторов соединены с соответствующими входами дифференциального усилитепя и с выходами первого и второго ключей и триггер, о т и и ч а ю ш е е с я тем, что, с цепью повышения точности и помехоустойчивости, устройство дополнительно содержит два элемента И, эпемент ИЛИ-НЕ, фильтр высоких частот, фазовый детектор, третий ключ, третий запоминающий конденсатор, фазовраща 3902 6тель, формирователь импульсов и зарядный резистор, через который вторая входная шина связана с входами первого ивторого ключей, выход, дифференциаль-"ного усипителя связан через фильтр высокой частоты с первым входом фазово-го детектора, второй вход которого подключен к выходу триггера, первый выходфазового детектора через ключ, а второй10 выход непосредственно соединены с обкладками третьего запоминающего конденсатора и с соответствующими выходными шинами устройства, вход фазовращатепя подключен к шине задания такто 1 вой частоты, а выход фазоврашатепя через формироватепь импульсов - к счез- ному входу триггера и к первым входамэлементов И, вторые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера, выходы элементов И соединены с управляющими входами первого и второго ключей,а такжес соответствующими входами эпементаИЛИ-НЕ, выход которого соединен с упр равляюшим входом третьего ключа,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Акцептованная заявка Великобритании % 1310572, кп. Ь 4 О, опубпик.30 1973.2, Авторское свидетельство СССРМ 608173, кп. (Э 06 О 7/18, 1976903 902 лак Подписноеомитета СССРоткрытийокая наб., д. 4/5/32 п Тираж 731 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раув