Дифференцирующее устройство

Ю. В. Пикалкин, М. Н. Кулигин и С. В. Анисимов (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) ДИФФЕРЕНБИРУЮШЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известны аналогичные устройства, в которых .используются пассивные дифференцирующие звенья и операционный усилитель 1) и 12).

Одно из них содержит дифференцирую шую цепь, состоящую из одного или более дифференцируюших звеньев и подключенную к инвертирующему входу операционного усилителя (1 1

Недостатками этого дифференцируюшего устройства являются невысокая точность дифференцирования при одном используемом дифференцирующем звене и снижение стабильности операционного усилителя при подк лючении к его входу дополнительных дифференцирующих звеньев с помощью масштабных резисторов, так как при этом уменьшается глубина обрат-20 ной связи по постоянному току.

Наиболее близким к предлагаемому по

1 технической сущности является устройство, содержащее цепь из нескольких пас2 сивных дифференцирующих звеньев, соединенных последовательно, подключенную к неинвертирующему входу операционно го усилителя, и пассивный многозвенный интегрирующий четырехполюсник, включенный в цепь отрицательной обратной связи усилителя $2).

Устройство осуществляет -приближенное многократное дифференцирование входного сигнала. Его недостаток — сложность схемы и ограниченная точность получения первой производной.

Бель изобретения — упрощение и .повышение точности формирования первой производной.

Поставленная цель достигается тем, что дифференцирующее устройство, содержащее операционный усилитель и цепь иэ л последовательно соединенных дифференцирующих конденсаторов, причем свобод.ная обкладка первого из них подключена к входу устройства, а к общим выводам .соседних конденсаторов и к свободной об,кладке последнего из них подключены

3 9801 первые выводы соответствующих разрядных резисторов, содержит делитель, состоящий из И последовательно соединенных резисторов, число которых равно числу дифференцирующих конденсаторов, причем свободный вывод первого резистора делителя соединен с выходом операционного усилителя, а свободный вывод последнего резистора делителя соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, io второй вывод каждого i-го разрядного резистора подключен к общему выводу -го и (4+ 1)-го резисторов делителя, а второй вывод последнего разрядного резистора соединен с инвертируюшим входом опе- 15 рационного усилителя.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства, Устройсгво содержит дифференцирующие 26 конденсаторы 1, ..., 1, операционный усилитель 2, резистивный делитель 3 с резисторами 3+... °, 3, разрядные резисторы 4д, ..., 4 .

I 25

Йифференцирующее устройство работает следующим образом.

Изменяющийся входной сигнал вызывает цротекание токов в резисторах 4„- 4„

Эти токи, приближенно пропорциональные производным сигнала, суммируются в цепи обратной связи, образованной делителем 3, с весовыми коэффициентами, зависящими от места подключения резистора.

Так как весовые коэффициенты возрастают при увецичении порядка производной, то в устройстве оказывается возможным точное формирование первой производной. В то же время инвертирующий вход операци- <и онного усилителя предлагаемого устройства по постоянному току не связан с общей шиной устройства, что обеспечивает глубокую обратную связь по постоянному току, стабильность операционного усилителя 4 и всего устройства в целом.

Передаточная функция дифференцируюшего устройства при использовании двух дифференцируюших конденсаторов определяется выражением +РВ„ р Ь

05. 4 где P — символ дифференцирования;

a=c1 К

М М

0 -С К (4+К / +9 ® qg /g x ъх 4я

Ъ,=с„р4 С„„К,„.„.

Использование предлагаемого изобретения позволяет упростить схемы формирования производных при точном формировании их и обеспечить стабильность работы,„ что определяет его технико-экономический эффект. формула изобретения

Дифференцирующее устройство, содержащее операционный усилитель и цепь из

; П последовательно соединенных дифференцирующих конденсаторов, причем свободная обкладка первого из них .подключена к входу устройства, а к общим выводам соседних конденсаторов и к свободной обкладке последнего из них подключены первые выводы соответствующих разрядных резисторов, отличающееся тем, что, с целью упрощения его и повышения точности формирования первой производ« ной, устройство содержит делитель, состоящий из И последовательно соединенных резисторов, число которых равно числу дифференцирующих конденсаторов, причем свободный вывод первого резистора делителя соединен с выходом операционного усилителя, а свободный вывод последнего резистора делителя соединен с инвертируюшим входом операционного усилителя, второй вывод каждого j-го разрядного резистора подключен -к общему выводу 1-ro и (4+ 1)-го резисторов делителя, второй вывод последнего разрядного резистора соединен с инвертирующим входом операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Л., Энергия, 1980, с. 131.

2. Смолов В. Б. Вычислительные преобразователи с цифровыми управляемыми сопротивлениямй . М.-Л., "Энергия, 1961, с. ЗЗ { прототип).

980105

Составитель Г. Осипов

Редактор Е. Папп Техред М.Гергепь Корректор М. Демчик

Заказ 9361/39 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская набат д. 4/5

Филиал ППП Патлат", г. Ужгород, ул. Проаитиаи, 4