Дифференцирующее устройство

О П И С А Н И Е 3623I5

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски»

Социалистически»

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 26.III.1971 (№ 1641248/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

М. Кл. G 06@ 7/18

Комитет ло делаю иаобретений и открытий лри Совете Министров

0ССР

УДК 681.335(088.8) Опубликовано 1З.XII.1972. Бюллетень ¹ 2 за 1973

Дата опубликования описания 12.II.1973

Авторы изобретения

В. Н. Удовиченко, В. Л. Рвачев, А. Г. Мурашко и E. А. Королева

Харьковский институт радиоэлектроники

Заявитель

ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к устройствам для выполнения операций дифференцирования и может быть использовано в устройствах управления, например, при управлении по производным в следящих системах, в аналогоцифровых вычислительных комплексах, в устройствах аналого-цифрового преобразования информации со сжатием и т. п.

Известно аналого-цифровое вычислительное устройство, содержащее преобразователь напряжение-код, преобразователь кода-напряжение и астатический усилитель с многозвенным фильтром.

В известных устройствах дифференцирование ведется только по временному параметру, и как следствие этого факта, дифференцирование низкочастотных сигналов встречает серьезные затруднения. Получение производных сигнала более высокого порядка предполагает получение всех предшествующих производных сигнала более низких порядков путем последовательного включения дифференцирующих устройств, что приводит к накапливанию ошибок (помехозащищенность неудовлетворительная) .

Целью предлагаемого изобретения является создание дифференцирующего устройства с промежуточным цифровым представлением информации, позволяющего производить дифференцирование как по временному, так и невременному аргументу, позволяющего производить дифференцирование низкочастотных сигналов и получать производные сигнала более высокого порядка, независимо от производных сигнала более низких порядков, обладающего повышенной помехоустойчивостью.

Поставленная цель достигается тем, что выход аналогоцифрового преобразователя, образованный выходным регистром, формирую10 щим параллельный двоичный код преобразуемого аналогового сигнала, соединен поразрядно с элементами памяти с двумя устойчивыми состояниями, образующими сдвигающий регистр в каждом разряде выходного кода.

1з Выходы соответствующих элементов памяти, хранящие значение каждого разряда определенной выборки преобразуемого сигнала U через преобразователи код-напряжение, ннвертирующие усилители и весовые резисторы

20 соединены со входами суммирующих операционных усилителей.

На чертеже представлена схема описываемого устройства.

Выход преобразователя напряжение-код

25 (ПНК) 1, образованный выходным регистром, формирующим параллельные двоичные, коды преобразуемого аналогового сигнала U, соединен с включенными параллельно сдвигающими регистрами 2 — 4 кодов, количество ко30 торых определяется числом двоичных разря362315

Подписное

Тираж 404

Изд. № 1019

Заказ 242/11

Типография, пр. Сапунова, 2 дов выходного кода ПНК 1, а количество разрядов в каждом из сдвигающих регистров, образованных элементами памяти 5, определяется требуемой точностью и, следовательно, конкретной формулой численного дифференцирования, реализуемой устройством.

Выходы соответствующих элементов памяти 5 каждого из сдвигающих регистров 2 — 4, хранящие значение каждой определенной выборки преобразуемого сигнала U через преобразователи код-набряжение б, инвертирующие усилители 7, включение которых определяется конкретной формулой численного дифференцирования, и весовые резисторы 8 соединены со входами соответствующих сумматоров 9.

Периодические выборки преобразуемого сигнала U, формируемые ПНК 1, поступают в параллельном коде на вход сдвигающих регистров 2 — 4 кодов и последовательно поступают такт за тактом через элементы памяти 5, образуя периодическую последовательность цифровых значений преобразуемого сигнала U. Тактовая частота сдвига формируется в ПНК 1. С выходов элементов памяти 5 значения каждого разряда определенной выборки поступают на входы соответствующих преобразователей код-напряжение б, на которые подаются эталонные напряжения — Е „ и +Е„, а с выходов последних в аналоговой форме через инвертирующие усилители 7,и весовые резисторы 8 поступают на входы сумматоров 9, работающих в режиме суммирования.

Если, например, во вторых элементах памяти 5 сдвигающих регистров 2 — 4 записано значение Ui, преобразуемой функции U, то в первых элементах памяти 5 (соединенных с выходным регистром ПНК 1) будет записано значение функции U в точке на такт позже, т, е. Ua+i, а в последних элементах памяти 5, сдвигающих регистров 2 — 4 записано значение преобразуемой функции Ua <(z1, где

5 1 — число разрядов сдвигающих регистров 2—

4. При соответствующем подборе весовых резисторов на входах сумматоров 9 формируются в аналоговой форме значения соответствующих производных преобразуемого сигнала.

U U " Ц(п) Помехоустойчивость устройства обеспечивается за счет использования дискретных выборов аналогового сигнала; применения по15 мехоустойчивой структуры аналого-цифрового преобразователя; использования формул численного дифференцирования, полученных путем дифференцирования многочленов наилучшего среднеквадратического приближения, на

20 которые меньше сказываются случайные ошибки опытных данных.

Предмет изобретения

25 Дифференцирующее устройство, содержащее преобразователи напряжение-код и коднапряжение, сдвигающие регистры, инвертирующие усилители, сумматоры и весовые резисторы, на входах сумматоров, отличающее30 ся тем, что, с целью расширения области применения и повышения помехоустойчивости устройства, выход преобразователя напряжение-код подключен к соединенным параллельно сдвигающим регистрам, выходы каждого

35 разряда которых подключены ко входам соответствующих преобразователей код-напряжение, выходы которых через инвертирующие усилители подключены к весовым резисторам соответствующих сумматоров.