Дифференцирующее устройство

Дифференцирующее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

С !. 3 аа - Г (ш

3(5П G 06 С 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3422089/18-24 (22) 12.04. 82 (46) 23.08. 83. Вюл. 9 31 (72) H.N.Попов, В.К.Козлова и Н.Ф.Сидоренкоо (53) 681. 33(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 611219, кл. (06 G 7/18, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3375422/18-24, кл. G 06 С> 7/18, 1982 (прототип)-.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 830581, кл. G 11 С 27/00, 1981. (54) (5 7) ДИФФЕРЕНЦИРУЮЦЕЕ УСТРОИСТВб, содержащее широтно-импульсный модулятор, вход которого является входом устройства, а выход соединен с входом триггера и с первыми входами первого и второго элементов И, причем единичный выход триггера соединен с вторым входом первого элемента И, а нулевой выход триггера - с вторым входом второго элемента И, формирователь .импульсов, первый блок памяти, информационный вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выходс прямым входом первого элемента ЗАПРЕТ и с инверсным входом второго элемента ЗАПРЕТ,,выход первого элемента И соединен с инверсным входом первого элемента ЗАПРЕТ и с прямым входом второго элемента ЗАПРЕТ, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це,лью повышения динамической точности, устройство содержит второй блок памяти, третий, четвертый и пятый элементы И, третий и четвертуй элементы

ЗАПРЕТ, D -триггер и два элемента. ИЛИ причем выход широтно-импульсного модулятора соединен с входом. формирователя импульсов и с тактовым входом

В-триггера, установочный вход которого соединен с шиной потенциала логической единицы, выход формирователя импульсов соединен о первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с единичным и с нулевым выходами триггера, выход третьего элемента И соединен с управляющим входом первого блока памяти, выход четвертого элемента И вЂ” с управляющим входом второго блока памяти, информационный вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход — к прямому входу третьего элемента ЗАПРЕТ и к инверсному входу четвертого элемента ЗАПРЕТ, выходы второго элемента И и D -триггера сое динены с соответствующими входами пятого элемента И, выход которого соединен с инверсным входом третьего и с прямым -входом четвертого элементов ЗАПРЕТ, выходы первого и третьего элементов ЗАПРЕТ соединены с соот-, ветствующими входами первого элемента ИЛИ, а выходы второго и четвертого элементов ЗАПРЕТ вЂ” с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выходы элементов ИЛИ являются выходами устройства..1037279 ференцирующее устройство, в котором производная определяется сравнением длительностей соседних импульсов, полученных при широтно-импульсной модуляции входного сигнала. Известное устройство содержит входной широтноимпульсный модулятор, подключенные

40 к нему триггер и два элемента И,блбк памяти, информационный вход которого соединен с выходом одного элемента И", управляющий вход через формирователь - с выходом другого элемен45.та И, выход последнего и выход блока памяти соединены с соответствующими входами двух элементов ЗАПРЕТ f2).

Недост аток известного устрой ст ва заключается в. том, что на получение очер едко го з н ачен ия прои з водной тр ебуется два такта модуляции. Указанное запаздывание снижает динамическую точность дифференцирования.

Цель изобретения - повышение динамической точности.

Цель достигается тем, что дифференцирующее устройство, содержащее широтно-импульсный модулятор, вход которого является входом устройства, а выход. соединен с входом триггера и с первыми входами первого и второго элементов И, причем единичный выход триггера соединен с вторым входом первого элемента И, а нулевой выход триггера — с вторым входом второго

Изобретение относится к автоматн- ке и вычислительной технике и может быть использовано в системах автома" тического регулирования.

Известно дифференцирующее устройство, содержащее широтно-импульсный модулятор, подключенный входом к входу устройства, а выходом . — к входу триггера и первым входам первого и второго элементов И, соединенных вторыми входами с выходом генератора 10 опорной частоты, а выходами - со счетными входами первого и второго счетчиков соответственно, разрядные выходы которых подключены к информа- . ционным входам блока сравнения кодов,Я подключенного управляющим входом к первому. выходу формирователя, второй выход которого подключен к входам обнуления счетчиков, а вход - к третьему входу второго. элемента И и к первому выходу триггера, соединенного вторым выходом с третьим входом первого элемента И (1J.

Недостатком этого устройства является недостаточная динамическая точность. Это связано с тем, что такт измерения и .выдачи результата равен двум периодам широтно-импульс= ной модуляции входцого сигнала. Кроме того, в данном устройстве опреде- ляется только знак производной, а абсолютная величина не измеряется, Наиболее близким по технической сущности к описываемому является дифэлемента И, формирователь импульсов, первый блок памяти, информационный вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход - с прямам входом первого элемента ЗАПРЕТ и с инверсным входом второго элемента ЗАПРЕТ, выход первого элемента И, соединен с инверсным входом первого элемента ЗАПРЕТ и с прямым входом второго элемента ЗАПРЕТ, содержит второй блок памяти, третий, четвертый и пятый элементы И, третий и четвертый элементы ЗАПРЕТ, Р-триггер и два элемента ИЛИ, причем выход широтноимпульсного модулятора соединен .с входом формирователя импульсов и с тактовым входом Ь-триггера, установочный вход которого соединен с шиной потенциала логической единицы, выход формирователя импульсов соединен с первыми входами третьего и четверто" го элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с единичным и с, нулевым выходами триггера, выход третьего элемента И соединен с управ. ляющим входом первого блока памяти, выход четвертого элемента И вЂ,,с управляющим входом второго блока памяти, информационный вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход — к прямому входу третьего элемента ЗАПРЕТ и к инверсному входу четвертого элемента ЗАПРЕТ, выходы второго элемента И и D --триггера соединены с соответствукшими входами пятого элемента И, выход которого со.единен с .инверсным входом третьего и с прямым входом четвертого элементов ЗАПРЕТ, выходы первого и третьего элементов ЗАПРЕТ соединены с соот. ветствующими входами первого элемента ИЛИ, а выходы второго и четвертого элементов ЗАПРЕТ - с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выходы элементов ИЛИ являются выхода ми устройства.

На чертеже показано устройство.

Устройство содержит широтно-импульсный модулятор. 1, триггер 2, элементы И 3-7, формирователь 8 импульсов, блоки 9 и 10 памяти, Р -триггер 11, элементы ЗАПРЕТ 12-15, элементы ИЛИ 16 и 17.

Блоки 9 и 10 памяти могут быть выполнены по известной схеме (3).

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении триггеры 2, 11 и блоки 9 и 10 памяти установлены в нулевое состояние (входы установки нуля условно не показаны).

Входной аналоговый сигнал подается на вход широтно-импульсного модулятора 1, генерирующего импульсы прямоугольной формы, длительность которых соответствует текущим значениям входного сигнала, формирователь

8 по переднему фронту каждого широт1037279!

О модулированных импульсов на информациОнный вход блока 10 памяти,, на прямой вход элемента ЗАПРЕТ 13 и на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 12.

Кроме тс го, единичное состояние триг гера 2 разрешает прохождение через элемент И 5 с выхода формирователя

8 на управляющий вход блока 9 памяти короткого импульса, .по которому происходит считывание информации с блока 9 памяти.

Нулевое состояние D -триггера 1 запрещает прохождение первого широтно-модулированного импульса через элемент И 7 на входы элементов

ЗАПРЕТ 14 и 15, что исключает появление ложной информации на выходе. устройства по первому широтно-модулированному импульсу.. Задним фронтом пер-40 вого широтно-модулированного импульса -триггер 11 перебрасывается в единичное состояние, разрешающее прохождение через элемент И 7 третьего и последующих нечетных широтно -мо-.45 дулированных импульсов с выхода элемента И 3 на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 14 и прямой вход элемента ЗАПРЕТ 15.

По переднему фронту второго широт. 50 но-модулированного импульса формирователь 8 вырабатывает короткий импульс, — по которому происходит считывание информации с блока 9 памяти.

Импульс с блока 9 памяти, длительность которого равна длительности первого широтно-модулированного им55 пульса, и второй широтно-модулированный импульс одновременно поступают на входы элементов ЗАПРЕТ 12 и 13.

Если длительность второго широтно-@ модулированного импульса больше длительности импульса, считанного с блока 9 памяти, то на выходе элемента ЗАПРЕТ 13 и, соответственно, на выходе элемента ИЛИ 17 появится им- 65 но-модули ров ан но го .импульса формирует короткий импульс. Нулевое состояние триггера 2 разрешает прохождение через элемент .И 3 первого и последующих нечетных широтно-модулированных импульсов ° на информационный вход бло- 5 ка.9 памяти, р которам поочередно запоминаются и хранятся их длительности,до прихода очередного четного импульса.

Кроме того,. нулевое сЬстояние; триггера 2 разрешает прохождение через элемент И 6 с выхода формирователя 8 на управляющий вход блока 10 памяти короткого импульса, по которому происходит считывание информа- 15

- ции..с блока 10 памяти. .Задним фронтом первого и последующих нечетных широтно-модулированных импульсов триггер 2 перебрасыва-.ется в единичное состояние, разреша- щ ющее прохождение через элемент И 4 второго и:последукших четных широтнопульс, свидетельствующий о положитель. ном знаке производйсЖ, длительность которого пропорциональна величине первой производной входного аналогового сигнала. Если длительность второго широтно-импульсного. импульса меньше. длительности импульса с бл :ка

5 памяти, то на выходе элемента ЗАПРЕТ 12 и, соответственно, на выходе элемента ИЛИ 16 появится шлпульс, свидетельствующий об отрицательном знаке производной, его длительность тоже пропорциональна величине. произодной входного сигнала. При равенстве длительностей первого и второго широтно-модулированных импульсов, импульсы на выходах элементов ИЛЙ 16 и 17 отсутствуют, что свидетельствует о нулевом значении производной входного аналогового сигнала.

Задним фронтом второго широтномодулированного импульса триггер 2 перебрасывается в нулевое состояние, поэтому третий широтно-модулированный импульс проходит через элемент И 3 на информационный вход блока 9 памяти, где он запоминается и хранится до прихода четвертого широтно-модули.рованного импульса. С выхода элемента.И 3 через элемент И 7 третий широтно-модулированный импульс подается на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ

,14 и прямой вход элемента ЗАПРЕТ 15;

Одновременно с этим импульсом на и инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 15 подается считанный с блока 10 памяти импульс, длительность которого равна длительности второго широтно-модули- рованного импульса.

Если Длительность третьего широтно-модулированного импульса больше длительности импульса, считанногО С блока 10 памяти, то на выходе элемента ЗАГП, ЕТ 15 и, соответственно, на выходе элемента ИЛИ 17 появится импульс, свидетельствующий о положительном знаке производной, длитель- " ность которого пропорциональна вели» чине первой производной входного аналогового сигнала. Если длительноеть третьего широтно-модулирован ного импульса меньше длительности импульса, считанного с блока 10 памя. ти, то на выходе элемента ЗАПРЕТ 14 и, соответственно, на выходе элемента ИЛИ 16 появится импульс, свиде» тельствующий об отрицательном знаке производной, длительность которого . пропорциональна величине первой производной входного аналогового сигнала. При равенстве длительностей второго и третьего широтно .модулированных импульсов импульсы на выходах элементов ИЛИ 16 и 17 отсутствуют, что свидетельствует о нулевом значении производной.

1037279

Составитель Г,Осипов

Редактор О.Поповка Техред И.Гайду Корректор A серенц

Заказ 6013/52 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, )(-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", г,ужгород„ ул. Проектная, 4

По каждому последующему широтномодулированному импульсу процесс повторяется.

Сокрашение времени измерения и выдачи результатà с двух периодов модуляции до одного и повышение, вследcòíèå этого, динамической точности дифференцирования, определяет технико-эконсыический эФфект от использо-, вания изобретения.