Патент ссср 294148

 

Сок!а Советских

Сопиалисти !вских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3213ИС11МОС ОТ 2 tf", . C!3.!.103 С, if.CT332

МП1х G 06g 7 18

Заявлсiio 04.1.1970 (¹ 1390739 18-24) ПРН(0(Лписi!!1< ; 31(1:1(К;i >о

Приоритет

0 и 1 (). l! I K o 3;I f: » 2 6. 1, 1 9 7 t . i» fo n 1 (T C n », É 6

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете 1т1инистров

СССР

У К 681.335.713 (088.8),I2T2 (>ну(.,nnK,::,i:: . 0:::. 21(ня .1 (.1971

«г..та».

f/ò -г, ег;лc. °; г1

В. А. Доорыдень

Украинский fo ;ëf ié пол1ггсхнический инстит(ух - - " - - "-- -. - (. .13TOP !!!обре гс(гия,> 1, и i! II ÒC, I Ь

В Р Г и Я - И M È Ó Ë Ü Ñ Н О 1: г1, 14 э - 1. Р - = 1-1 И, И Р У10 Щ Е Е а> С Т Р О И СТ В О

11зобрстснис относится к области ана,нновой и аналого-цифровой вычис;!итсль:ктй тсxники.

Известны время-импульсные диффсрсi!1;llpx f(;i. (ис устройства, содержащие прсобра:suватслп «аналог вЂ к» и «код †анал: >, врсм:;— иъ!Их.!ьсныс п1)с0013230Вятсли, Гсисра 1 ор ifх1ПУ,(ЯСОВ И ЛОГИЧССКИЕ СХЕМЫ. .(ля этих устройств характерна невысокая точность д:(ффере(щирования входного с игНЯ 12.

Предлагаемое лифферснциру(ош" у i p(»fство OT;I!I !2OTcr оТ известных тс31, !тo !3х;, 11!2п

КЛС3(312 (СТРОЙСТВЯ НОДКЛIО IЕНЯ К 0,(Н03!x !3. Оду блока вы 1ита(гия непосредствс!(но, а к другому — через последовательно сосл:f:::c;iные преобразователи «аналог — кол:> и «!;:o;I— аналог», выход блока вычитания через усилитель связа!! с рабо(ими входами д(зух !3p".мяимнульсных преобразователей, запускаю::i:;й вход одного из которых через элсмс(ггы заЛсржки соединен с запускающим входом Другого время-импульсного преобразователя;(с выходом генератора импульсов, подкл!О lci!1:о1 О также K УП132В,1Я10ще(МУ ВхолУ IIPcooP230ватсля «аналог — кол», а выходы преобразователей (одного 1ерез элемент задержки, а лр,— гого нспосрсдствспно) связаны соо!1 етс-,в;ино с с.li!1!!iчным I! нулевым входах".1 трlil 3ср» и со вхолями с .емы перавпозна п(ости, в.,!Хо:(,.(1Topo1i сосд;.::Oil со с(етным входом другого, (,iii!.сра.

У 22ài ныс отли н1я позволили осуществить дифференцирование аналогового входного сиг5 на-2 с высокой точностью при представлении в:xo;.2010 с!гнала нспосрсдствешю во время;:м!(у.тьсной форме.

112 фиг. 1 нриьсдсна блок-схема предлагаемогÎ устройства; на фиг. 2 — упрощенная блoк-cxcì2; на фиг. 3 — графики, поясняюii,ifc работу устройства; на фиг. 4 — характеристика преобразователя «код — аналог».

Входное 1лифференцируе((1ое) напряжение с входной клеммы 1 (см. фиг. 1) поступает на д первый 13. од блока 2 вы витания и на рабочий вход преобразователя 8 «аналог †к». Последни!! через преобразователь 4 «код †ана,!0i » соединен сс вторым входом блока 2 вы. fTания. Выход блока 2 через усилитель 5

2(3 1;анряжсния сосдш(ен с рабочими входами идентичных время-импульсных преобразовател;й 6 !1 7. Их запускающие входы соединены с В1(ходом генератора 8 тактовых импульсов следующим образом: запускающий вход преобразоватс in 6 — через элемент 9 задержки импульсов, 2 запускающий вход преобразователя 7 — чсрсз последовательное сосдине-!!ис эл,мснтoв 9 и 10 задержки импульсов.

Выод генератора 8 импульсов соединен так>(i 3Kc ..СПОС13сдствснно с 4 пряВля10щим ВхОдОм

294148 прсобразоватсля 8 «аналог — код». Выход

» пр(.Обназоватсля 6 >)срсз э.lсмспт 1 1;32дс1??к> ки импульсов, ндснтичпый в отношении врс)))сIIH за;(сржки э 7cl(cIITx 10, сосднпсп с Il>) ëc«I»i входом триггера 12 и псрвым входом ло(и IСской СХСмы Ilcpal3II03IIB (IIOCTEI 18. ВЫХОД

lip co0p B 30I32Tc;I5I 7 сосдипсп Iic«ocpEдствсппо с сдпни и!ым входом триггера !2 и вторым

«xo;10!>(cxcмь1 1?, Выход которой сосдипсн со сче ным входом триггера 14.

ПОС1 уlli! IoiiiCC Ilil !3X:)3, 1 уCTj) Опс !"32 лн(1)фi рснцпрусмос папря?кение измснясгся от О до

Х>>>. Тpliгl Ср 14 13 ИС .ОДI(0 )(ПО 70жc)ппl пахо†дптся 13 нулевом, а триггер 12 — в произвол;—

IlOAI СОСТОЯ HHH.

Б нскоторьш момент t() с в ixo;!a гснсратора

8 поступает импульс на Bàïóñ ialoi«zfII вход

«рсмя-нмпульспо. о преобразователя 6, нмеющсго характсристику преобразовашгя т== а. Х («), (1) гдс а. — фпксироваппый коэ(рфнцис))т;

;= — момент поступлснн» на прсобразоватсль запуска!Ощсго импульса; т — ннтсрвал «ремсни, отсчитывасмый от момента запуска преобразователя, причем момснт окончашпя т нндуцif р сТсН коротким и((и льсом па «ыходс прсобразоватсля;

В рсзультатс па !ипастся отсчет иптсрвала т! — — — аХ((о) .

Этот жс импульс с выхода генератора 8, задор?кап!)ьш на время Т элсмснтом 10 задсржкп I;iI!1>t.1ьсов, пос 1 упаст так;кс па запускающпй вход время-импульсного прсобразоватсля 7, ндсптнчного преобразоватслю 6. I IB выходе преобразователя 7 формируется интервал т = — аХ((1), где il to+ Ò.

Г1уст! Папряжспис X(t) возрастаст, т, е.

dX — -- )О, как показано на фиг. 3.

d«

В этом случае псрвым возникнст импульс iia выходе преобразователя 6 (запускаемо(о па врсмя Т раньше, He)l преобразователь 7). Этот импульс чсрсз элсмент ll задержки и )пг) lhсов, ндс!гп(чпый элемснту !О (т. с. имеющий одинаковое с ши(врсмя задсржкн Т), Ilocгпаст на пулсвой !3xo;I, триггера 12 и чсрсз логичсску о схсму неравнозпачностн 18 — Ha счстный вход трп!ггсра 14.

Поскольку Х(1!) ) Y(t<), то импульс па выкоде элсмента 11 задсржки, свидетельствующий об окончании интервала т,, но5!вится раньше импульса на выходе преобразователя

7, свидетсльству!Ощего об окончании интервала т(ь т. с. Т =т — т)=a(Х(to+T) — Х(?n) ) =

=а ЛХ. Согласно определению производной (> dX > . X(«>) — Т) — Х(«,)) ЛХ (= lim — — — — - = — — =(ЛХ, т-о T Г

Прнчсм легко показать, по ?) ЛХ я«лястсii ((Х

I I l l 1 (">?» f!, l ".

С Р (,! 111!. >

i, 1!;

«„-(-т

1 > / Y

T J;, dt

ЛЛ b

Т (« с выхода прсобразо«а!c75i 7 «озI1! ер 14 в нулсвос состояпис, т. с.

I РСО!>П32;1 В C,(È IH !1;ОМ СОСТ0511!HH 13

:;i(1lÈ T IP0llÎ" 11. )()l: 1, !>l1Îf () СР (d:(1!i l0 П2 Н!Г(Сj)132,1(!!!!, !;;-,†. .

d« зпакг пронзво !1!Oil нахо;п(дсil «

3 1!улсвом состоянии (импульс пс13 С I Jlllll !ПО(. COCTO!I IIHC j . г! О С!3н,> у

Т О ПОЛО;Кн ) С,l l>IIOC) II

d« (!.х

" (O псрвь» появ "1 с(1 !Iì. ;JT.7(0 (/ > прсобразоватс,ш 7. Так что в Тсч(и т. Пробы«анни трн:г ра 1:, «

cocTo5IJIJ!H трп-! (.:p 12

liI1. IIIO >1 СÎCT05111! IH (, ЧТО С13П ДСТС,! Ь:pi!I;aicльностп J .. 3X), пока с «ыll . с;сму в нсхо il!oc сост0511111 (!То IHO Л)2.10 Т можно ПО,! ) Il! !> ность «ponopv»o«aлшюсти IillTcj:—, (I1(I Õl . 3112 1 8 1 (И 10 П Р 0 1>1.3 «ОД I! 01! «ХО:(—

12 на иптсрвалс (t) i„— Т!

ПОIЗТОР51CТC5! !i(PИО. (и !ССКИ П I. Il .iоCPC31iO "О ПМПУ,I«CB Па 13« .XOДС ГСПСшс схемы,;!оказапно 1;ia ф. !г. 2, ограничено: при боль(пом .(Иапазосигнала Х (t) от Х,„до Х,, li мслIСПР! il".1iHI ПЯЛ2 ВСЛi! iИПЫ Т 5 ПPН !

B IcHHHx Х(1) оказывастся много и т,> ITo с))пжает то шость д:!ффсшя и увсл!шиваст запазды!32! Ие рсврсмепи.

ДОСТ2Тка 13;3 I! 2 IÈÒC, ihl;011 CTCIICl ill

: Дс Х; — BTB 70IIIIOC папряжс;Hlc, посту>12101«CC на второй «ход блока 2 вы !Итап!)51

П(!ПРИ жСНнй C «»!X0.72 1)PCO(?P2230«a Cля 1 « io(— àíалог»;

)=-1,2,...,, /7);

К вЂ” коэффнциспт усплсння уси„)ггсля а. .)T2.7olIlII>Ic Il2IIP5:iKcIIEI51 Л | (()ОРХ(н() 107 с5! пРИ помощи псслсдоватсльпого coc;(If!le! преобразователсй «аналог — код» 8 н «код — аналог» 4. В простсйшсм случае этн прсобразоватслн выполняю-ся линейными, причсм от них

ПС ТРСОУСТСЯ ilH :0>ПIОСI И, Jlii СГ20И I«IIOCTIi, ПI( (?l>ICTPO;:СЙСТ«Н51> а IEIC;IO P23P51;Ioa 00«I il)0 МОi1(ixт б ыть вс>сы)12 л!2«!ь)!>1 (3 — 5) . Hp« «J р 3

I. м пульс !

)рап(ает тре

1() .григ!.ср 14

Т(1(СПИС 13РС

1!с и ),л !! а Ic!

) (эиг(ср 12 т !сн! е т, i р води.г сго

I(!Ò(. 1 ЬСТ !3 CС

В сл) !2"

«ыxo,7c Icсннс J3j)cxIc

С;(if I! il:! 1iо)i днтся !3 сд(.

cï3ócò об о . ОД(1 ЭЛСМЕ ьращан;щн!

1 ð дос!

«ь:сок:, !О то

i3i:.ла т срс

I;oI О снгна, Iроцссс

5113, С(1!(EI О 1 ратора 8.

Пр)"!сне)

Н! CHÎËÜÊÎ

НC «XОДПОГО

4() lш! Iloxl изъ больши ; з:

Ъ|ЕП«1(!Сп Т!

P (l l l I H P 0i3 2 l ,3iльтата во

I!i!llcl1B схсма фиг. 1, IIa I3xo(прсобразоватслсй 6,i 7 поступает ра 3!Iocп> спгпа 7013 Х(!) — Х;, уснлсп! àя усн,!ИТслсм д !la l!p51?I(CIIIIl!, T. с. C;li 112.! ,-0 В((1=- (X(() Х,).?(., 294148

Фиг 1 рядах преобразователей 3 и 4 мож!ю 1:олучить

2" равноотстоящи.; значений Х,.

Характеристика преобразователя 4 представлена на фиг. 4. Таким образом, си!пал на выходе блока 2 вычитания может изменяться лишь в пределах шага квантовашнп

Усиление этого сигнала усилителем 5 изменяет В к раз ъ1асштаб производнои, что таl.же повышает точность дифференцироваш1я, позволяя регулировать масштаб. При этом время формирования т, уменьшается более !см в

2 раз по сравнению со схемой на фиг. 2 l!p« том же диапазоне изменения Х(1). Поскольку сигнал на выходе блока 2 вычиташ1я имеет всегда положительный знак (знак производной при этом сохраняется), схемы преобразователей б и 7 значительно упрощаются. При этом т сохраняет прежнее значение, в то время как т! и т уменьшаются на время аХ;.

Элемент 9 задержки импульсов введен в схем i на фиг. 1, ITOOhl искл!О IIITL ность скачка напряжения на входах преобразователей 6 и 7 в течение цикла формирования -., за счет перехода по характеристике фиг. 4 на следующу10 ступень (что повлек lo бы за собой ло>кный выходной сигнал в этом цикле). Эта возможность устраняется следующим образом. Преобразователь 8 «аналог— код» работает так, что смена выходного кода возможна лишь в моменты подачи импульсов на его управляющий вход. Тактовыи импульс с выхода генератора 8 поступает благодаря наличию элемента 9 задер>1;к11 прежде всего на этот управляющий вход, так что перед началом каждого цикла разность

Х(/) —.Y; становится меньше шага ква1ггова1!!Iя /1. 1>р м>! з

IICCIiO,! hIiO бо ILIIIIIAI переходных процессов в элементах 2 — 5, т. е.

5 весьма малым.

11 редеет изооретения

Врс,IH-импульсное диффсренцпрующсс уст1О ройство, содержащее преобразователи «аналог — код» и «код — аналог», блок вычигания, усилитель, генератор импульсов, триггеры, время-импульсные преобразователи, элементы задержки и схему неравпозначностн, отли)5 ча10и(весл тем, что, с целью повышеш1я точности работы устройства, входная клемма устройства подклю:ена к одному входу блока вычитания непосредственно, а к другому-через последовательно соединенные преобра.

20 зователи «аналог — код» и «код — аналог», вы ход блока вычитанIH через усп;штель связан с рабочими входамп двух время-импульсных преобразователей, запускающий вход одног пз которых !срез элементы задержки соеди«IcI1 с запускающим входом другого времяимпульсногO преобразователя и с выходом генератора импульсов, подключенного также к управляю!цсму входу преобразователя «аналог †к», а выходы преобразователей, (од, о! o через элемент задержки, а другого непосредственно) связаны соответственно с единичным и нулевым входами триггера и со входами схемы неравнозначности, выход которой соединен со счетны входо;I другого триггера.

294148

О, 3 (и)ставптсль И. Шелк)иова ! сд;lктор 10. ПОлякОВ11 Тс:;рсд Т. П. 1(ури))ко Корр3 ктор Т. Л. Абрам))в)3

:1;II;Iз 95-1 19 11:3, !. М, й4

311-1ИИП11 &,о .)33)тот» ÍO TC1 I)I IIO05I)cãñIIÈé И от)<»3.3 )Л)й III)li (,"OI3OIÑ 4l!Ill!IC )р:и) Г(.(1

)11осква, )1(-35. I);ivltlc!1!I!I II;!()., д..1 5

1333)огРлф))л, IIP. С))пУ))о))а, )