Устройство для дифференцирования электрического сигнала

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к азт. свнд-ву— !

22) Заявлено 2!.05.74 (21) 2026112,18-24

C: IO ICOO IIIOIIИЕХ! ЗЯЯВКИ,ХЕ

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (43) Опубликовано 0,.03.76. Вюллетс?,ь М 9! (53) Х?ДК 681.33 (088.8) (45) Дата Опу 0,1?;НОВани?! oil??сания 17.07.76 (72) Авторы

В. М. Цтадский v. T. А, Павлина

Институт ядерной энергетики AH Белорусской ССР изобретсш?я (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА

В момент t! вход.!ое напряже?пс, усилен-! о ное в /г! раз сумматором 1, равное !г?сА1, 33поминается блоком запоминания и сохраняется постоянным в течение интервала t! — t>, Т я к к а к и я и;! 3 я с и 0 м е н т я t 2 н я и р я н(е и и е н 3 выходе блока запоминания отлично от ну.гя, оно, интегрируется интегратором 7. К мом ".Iту l результат интегрирования х.,- = lге(1г,aAt) ht

2О где 1гз — постоянный коэффиц ?е:?т, очред:.ляющий скорость изменения функции х,, В течение интервала t! — (сумматор 1 обеспечивает получение разности напряжений

+n«(t) и х„, (л,„„„. ), поданных в противофазе, с одновременным I!x усилением в k, раз.

1(мс;1P!IT /е запоминаетсЯ значение Разности (х„,. (". ) — х,- (t2))k!, причем, полученное блоком запоминания в момент tg прирац?ение

Лх„,... меньше, чем в момент /!. В интервале

lg — lз также интегрируется постоячное напряИзобрете:-?ие относится к аналоговой вычислительной т хинке, может быть использовано для построения электрических схем дифференцирования а -?3логового сигнала.

Иззест??о устройс1зо для дифференцирования электрического сигнала, содержащ е сумматор, первый вход которого соединс;! с источником входного сигнала, а второй — с выходом интегратора.

Цель изобретения — повышение быстродсйст??Ня — достигается тем, что в предлагаемое устройство введен блок запоминания, вход которого подкзючен к выходу сумматора, а зыход — ко входу интегратора.

На фиг. 1 прсдставлсна блок-схема устройства; на фиг. 2 — врсменныс диаграммы.

, стройство содержит сумматор 1, состоящий из операциош?Ого усилителя 2:! резисторов 8 — э, блок запоминания б и интегратор

7, состоящий из операционного усилителя 8, резистора 9 и конденсатора 10.

В качестве блока запоминания сл тует исг?ользовять устройство, не имеющее непосредственной связи по постоянному току между входом и выходом.

Работает устройство следующим образом.

Пусть задана для дифференцирования нет?рерывняя функция х(1). Для простоты положим х„,. (/) =-at, где a=co?1st.

Разобъем ось аргумента на равныс интервалы Л1 (фиг. 2). В моменты t;,„ t, t . блок запоминания фиксирует увели ?ен??ые в /г| знаЧ С П И Я Р Я 3 Г! О С т: I В Х 0 Д Н О Г 0 С ! Г . Я Л Я Н i П 1- 3 3, названного сигналом «обрат.?о?! связ?!» х„, .

В момент t, блок запоминания фиксирует начальное значение входного ??Япря!кения (в данном случае г?улевое).

БО6026

25 (2) ос — =К.,.т,„„ " вх и — — — =a

35 ж=-ние с блока запоминания и вычитания результата интегрирования из входного сигнала с одновременным усилением. В момент t3 запоминается новое значение разности сигналов х,„(t) и х„.

Вследствие последовательного роста .напряжения на выходе блока запоминания крутизна сигнала х „возрастает и через несколько интервалов Ж становится равной крутизне входного сигнала х,, (t), а усилен- 10 ная в А, раз и зафиксированная блоком запоминания разность х,, (l) и х„принимает постоянное значение, которое и будет вычисленной производной входного сигнала. Действительно, если обозначать установившуюся 15 разность через х„„„„, а момент времени, к которому это достигается, — через t „, то, начиная с момента i,„äëÿ сигнала обратной связи можно записать

t уст а для входного сигнала х,„(t) =х „ - a(t — t Ä), где > ос „H xуст — значения сигнала обрат.ной связи и входного в момент t

Дифференцируя (1) и (2), получаем з0

Поскольку с момента 1 „,имеем

dx„dx„„! dx,„

Производная вычисляется за время nest,,где n — число тактов последовательных приближений.,Величина М при практической реализации способа может быть сделана весьма малой (десятки микросекунд), а величича и может составить несколько единиц. Поэтому практически достигнутое время вычисления производной составляет несколько десятков микросекунд. Если иметь,в виду, что в большинстве практических приложений в автоматике и аналоговой вычислительной технике рабочий диапазон по частоте н превышает гнесколыких десяткав,герц, то время свычисления производной не превысит 0,2 — 0,5% от полупериода входного спгнала на верхней границе частотного диапазона.

Введение в устройство блока запоминания позволяет, повысить стабильность схемы, а соответственно и быстродействие.

Формула изобретения

Устройство для дифференцирования электрического сигнала, содержащее сумматор, первый вход которого соединен с источником входного сигнала, а .второй — с,выходом интегратора, отлича ющееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен блок запоминания, вход которого подключен к выходу сумматора, а выход — ко входу интегратора.

506026

Составитель T. Павлина

Текред М. Семенов

Корректор И. Симкина

Редактор В. Полещук

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 562/854 Изд. № 256 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5