Дифференцирующее устройство

(54) ДИфф (57) Изоб тике и вы изобретен ЕЕ УСТРОЙСТВОносится к автомой технике. Цел ение точности д ЕРЕНЦИРУретениечислителия - пов ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Патент США У 4409677 кл732, опублик, 1983.Авторское свидетельство ССВ 1183962, кл. С 06 Р 7/64,С 06 С 7/18, 05.04,84.Авторское свидетельство ССУ 1264170, кл. С 06 Р 7/64,С 06 С 7/18, 06,07.84. ференцирования, Устройство содержитследящий аналого-цифровой преобразователь, два регистра, четыре элементаИ, два элемента НЕ, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходной реверсивныйсчетчик и генератор тактовых импульсов. В процессе работы за счет введения дополнительных двух элементов НЕи двух элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ приобработке тернарно-кодированных приращений входного сигнала, поступающихс выходов следящего аналого-цифровогопреобразователя, реализуется рекуррентная процедура накопления алгебраической суммы приращений в выходномреверсивном счетчике, позволяющая учитывать в каждом такте работы изменения приращений на одну или две единицы младшего разряда кода производной,что позволяет повысить точность дифференцирования. 2 ил, 1 13040 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, в частности, при построении цифровых измерительных и управляющих устройств, работающих в реальном масштабе времени.сЦелью изобретения является повышение точности.На Фиг,1 изображена блок-схема дифФеренцирующего устройства; на фиг.2 - 10 вариант выполнения используемого в устройстве реверсивного счетчика.Дифференцирующее устройство (фиг.1) содержит следящий аналого-цифровой преобразователь 1, первый и второй ,15 регистры 2 и 3 сдвига, с первого по четвертый элементы И 4 - 7, первый и второй элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 и 9, первый и второй элементы НЕ 10 и 11, выходной реверсивный счетчик 12, 20 генератор 13 тактовых импульсов, вход 14 и шину 15 начальной установки,Особенностью выполнения счетчика 12 является наличие у него счетных (суммирующих и вычитающих) входов у первых двух разрядов.Счетчик 12 (фиг.2) содержит суммирующий и вычитающий входы 16 и 17 первого разряда 18, суммирующий и вычи тающий входы 19 и 20 второго разряда 21, с первого по четвертый элементы ИЛИ 22 - 25, группу из (п)-го элементов 2 И - 2 ИЛИ 26 (где и - количество разрядов счетчика), группу из п триггеров 27, выходы которых являются выходами 28 соответствующих разрядов. Выходы элементов ИЛИ 24 и 25 образуют соответственно цепи управления переносом 29 и заемом 30 для всех 10 разрядов счетчика, начиная с третьего разряда. Счетные входы триггеров 27 первого и второго разрядов 18 и 21 счетчика подключены к выходам первого и второго элементов ИЛИ 22 и 23 соот ветственно, а счетные входы триггеров 27 остальных разрядов подключены к выходам соответствующих элементов 2 И - 2 ИЛИ 26. Установочные входы триггеров 27 соединены с входом 31 началь 0 ной установки счетчика. Цифровое значение производной в устройстве определяется как алгебраическая сумма приращений входного сигнала за определенный интервал времени НТ=0 Устройство работает следующим образом.Сигналом на установочном входе 15 происходит установка в "0" счетчика следящего аналого-цифрового преобразователя 1, регистров 2, 3 сдвига и реверсивного счетчика 12. Входной аналоговый сигнал с входа 14 устройства поступает на вход следящего аналогоцифрового преобразователя 1 и преобразуется в последовательность тернарно-кодированных приращений, Приращения кодируются следящим аналого-цифровым преобразователем 1 следующим образом; +1 - положительное приращение; -1 - отрицательное приращение;0 - нулевое приращение (сигналы на выходах следящего аналого-цифрового преобразователя 1 отсутствуют). В течение первых И тактов работы устройства на выходах регистров 2, 3 сдвига - нулевые значения, поэтому элементы И 4 и 5 закрыты При этом положительные или отрицательные приращения поступают на счетные входы первого разряда реверсивного счетчика 12, в котором накапливается алгебраическая сумма приращений. Положительные приращения поступают через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЗБ 9 и элемент И 7 на суммирующий вход первого разряда реверсивного счетчика 12; отрицательные приращения поступают через элементрежиме. 3 13040 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 и элемент И 6 на вычитающий вход первого разряда реверсивного счетчика 12. Начиная с (И+1)-го такта работы устройства, на выходах регистров 2, 3 сдвига появля ются задержанные на И тактов приращения.Рассмотрим ситуации, которые возможны на каждом такте пТ работы устройства после первых М тактов, т.е. 10 после выхода устройства на режим слежения.Приращения поступают на счетные 15 входы первого разряда реверсивного счетчика 12 рассмотренным способом.Положительное приращение М с+1 выхода преобразователя 1 проходит чеО рез элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 и поступает на второй вход элемента И 7, на первом входе которого потенциал, запрещающий прохождение приращений на реверсивный счетчик 12. Запрещаю щий потенциал создается задержанным положительным приращением М с выл-М хода регистра 2 сдвига, поступающим через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 и элемент НЕ 10. В результате содержи мое реверсивного счетчика не меняется,4. Ч =-1; У =-1, Отрицательное приращение Ч с выхода преобразоваИ+теля 1 проходит через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 на первый вход элемента 35 И 6, на втором входе которого потенциал, запрещающий прохождение приращений на реверсивный счетчик 12. Запрещающий потенциал создается задержанным отрицательным приращением Ч 40И-М с выхода регистра 3 сдвига, поступающим через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 и элемент НЕ 11. В результате содержимое реверсивного счетчика 12 не меняется. 455. Ч=0;=1. Задержанное положительное приращениес выходаь-й регистра 2 сдвига поступает через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 и первый вход элемента И 6 на вычитающий вход 50 первого разряда реверсивного счетчика 12, содержимое которого уменьшается на единицу.6. Ч, =0; У=-1, Задержанное отрицательное приращение М с выход-и да регистра 3 сдвига поступает через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 и второй вход элемента И 7 на суммирующий вход 20 4первого разряда реверсивного счетчика12, содержимое которого увеличиваетсяна единицу,7. М =1; У., =-1. Открываетсятолько элемент И 4, на первый входкоторого поступает положительное приращение Ч , а на второй его входпоступает задержанное отрицательноеприращение Ч . В результате поступает сигнал на суммирующий вход второго разряда реверсивного счетчика12, содержимое которого увеличиваетсяна 2.8 Ч, =-1; .и =1. Открываетсятолько элемент И 5, на второй входкоторого поступает задержанное положительное приращение Ч а на перь Нфвый его вход поступает отрицательноеприращение М . В результате поступает сигнал на вычитающий вход второго разряда реверсивного счетчика 12,содержимое которого уменьшается на Й.Таким образом, в предлагаемом устройстве реализуется приведенная рекуррентная процедура, которая позволяет повысить точность определенияцифрового значения производной входного аналогового сигнала в следующем Формула изобретения Дифференцирующее устройство, содержащее четыре элемента И и следящий аналого-цифровой преобразователь, соединенный информационным входом с входом устройства, тактирующим входом - с выходом генератора тактовых импульсов и тактирующими входами первого и второго регистров сдвига, установочным входом - с шиной начальной установки устройства и тактирующими входами регистров сдвига и выходного реверсивного счетчика, выходом положительных приращений - с информационным входом первого регистра сдвига и первым входом первого элемента И, а выходом отрицательных приращений - с информационным входом второго регистра сдвига и первым входом второго элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности, в него введены два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и два элемента НГ, причем первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен первым входом к выходу первого регистра сдвига и второму входу второго элемента И, вторым входом - к выходу отрицательных приращений следящего аналого 5 13040 цифрового преобразователя, а выходом - к первому входу третьего элемента И и входу первого элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, подключенного вы ходом к суммирующему входу первого разряда выходного реверсивного счетчика, а вторым входом - к выходу второго элемента ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ и входу второго элемента НЕ,. соединенного вы ходом с вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен к 20 бвычитающему входу первого разряда выходного реверсивного счетчика, соединенного суммирующим и вычитающим входами второго разряда с выходами пер- -вого и второго элементов И соответственно, причем второй вход первогоэлемента И подключен к выходу второгорегистра сдвига и первому входу вто"рого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второйвход которого соединен с выходом положительных приращений следящего аналого-цифрового преобразователя.1304020 Составитель С.Казиноведактор М.Бандура Техред М.Ходанич Корректор Л,Пилипенк 73 ог ий д. 4/ аушская на л. Проектная, 4 горо Производственно-полиграфическое предприятие каз 1312/49 ВНИИПИ по де 113035, М