Дифференцирующее устройство
Патент 1728870
Авторы
Классы МПК
Дифференцирующее устройство
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения - упрощение устройства - достигается за счет формирования двух широтно-импульсных последовательностей и выделения на выходе блока 8 вычитания разности длительности импульсов, которая образуется при возрастании или убывании входного сигнала . 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)з G 06 G 7/18
Фиа.1
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4814610/24 (22) 16.04.90 (46) 23,04.92. Бюл. М 15 (71).Челябинский филиал Всесоюзного института повышения квалификации руководящих работников и специалистов Министерства энергетики и электрификации СССР (72) Н.К.Чертков и Б.Г.Барменков (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1427391, кл. G 06 G 7/18, 1987.
Авторское свидетельство СССР
N. 4679452/24, кл. G 06 G 7/18, 1989.
„„Я2„„1728870 А1 (54) ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения — упрощение устройства — достигается за счет формирования двух широтно-импульсных последовательностей и выделения на выходе блока 8 вычитания разности длительности импул ьсов, которая образуется и ри возрастании или убывании входного сигнала. 2 ил. 4
ЬЭ
СО
1728870
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах измерения и автоматического регулирования.
Известны многочисленные системы измерения производных физических величин.
Все эти системы помехонеустойчивы и не позволяют измерить скорость изменения сигнала без искажения, особенно медленно изменяемой величины.
Наиболее близким к предлагаемому является дифференцирующее устройство, содержащее распределитель импульсов, первый и второй элементы ЗАПРЕТ, первый, второй и третий элементы И, элемент
ИЛИ, генератор пилообразного напряжения, блок сравнения., первый и второй элементы задержки, первый и второй
RS-триггеры, первый и второй демодуляторы и блок вычитания, причем выход первого элемента И соединен с инверсным входом первого элемента ЗАПРЕТ, выход генератора пилообразного напряжения соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого является входом устройства, а выход блока сравнения соединен с входом распределителя импульсов, первый и второй выходы которого подключены соответственно через первый и второй элементы задержки к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к прямому входу первого элемента ЗАПРЕТ и к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения и с прямым входом второго элемента ЗАПРЕТ, инверсный вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход первого элемента ЗАПРЕТ подключен к первому входу второго элемента И и к
R-входу второго Rs-триггера, выход второго элемента ЗАПРЕТ соединен с первым входом третьего элемента И и с R-входом первого RS-триггера, инверсный выход которого соединен со вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен к S-входу второго RS-триггера, инверсный выход которого соединен со вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к S-входу первого RS-триггера, прямые выходы первого и второго RS-триггера соответственно через первый и второй демодуляторы соединены с первым и вторым входами блока вычитания, выход которого является выходом устройства.
Недостатком является то, что устройство включает в себя большое число элементов с соответствующими связями и, следовательно, имеет недостаточно высокую надежность.
Цель изобретения — упрощение устройства.
Поставленная цель достигается тем, что в известном дифференцирующем устройст5 ве, содержащем блок сравнения, первый вход которого является входом устройства, второй вход соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход через распределитель импульсов соединен с вхо10 дами соответственно первого и второго элементов задержки, два триггера, демодулятор и блок вычитания, нулевой и единичный входы первого триггера соединены соответственно с входом и выходом первого
15 элемента задержки, нулевой и единичный выходы второго триггера соединены соответственно с выходом и входом второго элемента задержки, прямые выходы первого и второго триггеров соединены с соответству20 ющими входами блока вычитания, выход которого через демодулятор соединен с выходом устройства.
На фиг.1 представлена схема дифференцирующего устройства; на фиг.2 — вре25 менная диаграмма его работы.
Устройство содержит генератор 1 пилообразного напряжения, блок 2 сравнения (компаратор), распределитель 3 импульсов, первый 4 и второй 5 элементы задержки, 30 первый 6 и второй 7 RS-триггеры, блок 8 вычитания и демодулятор 9, На временной диаграмме работы дифференцирующего устройства (фиг.2) при входном сигнале U>x представлены графики
35 изменения выходных сигналов во времени на выходе следующих элементов:
1. Mrna — генератора пилообразного напряжения;
2, И» - блока сравнения (компаратора);
40 3. Ипвых1 — первого выхода распределителя импульсов;
4. И вЂ” первого элемента задержки;
5. Ипвыхг — второго выхода распределителя импульсов;
45 6. И; второго элемента задержки;
7. И р1 — первого RS-триггера;
8. Итр2 — второго RS-триггера;
9. И - блока вычитания;
10. Идм — демодулятора.
50 Высокий уровень положительного сигнала принимается за "Лог. 1", а низкий уровень — за "Лог. 0".
Устройство работает следующим образом.
55 В исходном состоянии, когда на входе устройства сигнал имеет неизменную величину, например равен нулю, напряжение на втором входе блока 2 сравнения равно нулю, а на его первый вход подается напряжение пилообразной формы с генератора 1. В
1728870
15
25
55 момент равенства напряжений, когда на обоих входах блока 2 сравнения сигналы будут равны между собой, на его выходе появится импульсный сигнал, который подается на распределитель 3 импульсов, с выходов которого импульсы поочередно подаются на элементы 4 и 5 задержки, на вход R первого RS-триггера и на вход: S второго RS-триггера, С учетом того, что время задержки элементов 4 и 5 задержки, равно периоду Т генератора пилообразного напряжения, на их выходах импульсы сдвинуты на один такт (период). Таким образом, на входы S RS-триггеров 6 и 7 сигналы подаются одновременно, переворачивая их, после чего на их входы R импульсы также подаются одновременно, переворачивая их в исходное состояние, С выходов RS-триггеров на входы блока вычитания сигналы поступают одновременно и одинаковой длительности, в результате чего на входе демодулятора и выходе устройства сигнал равен нулю.
В таком же состоянии элементы устройства находятся и при любом другом (отличном от нуля) значении неизменяемого во времени входного сигнала, При изменении величины входного сигнала Ивх, например при его увеличении, напряжение на втором входе блока 2 сравнения отлично от нуля и на его выходе сигналы появляются не при нулевом значении пилообразного напряжения, а при значении, равном величине входного напряжения, что вызовет увеличение промежутков времени между входными импульсами блока 2. Эти изменения времени относительно периода пилообразного напряжения, характеризуя первую производную входного сигнала, приводят к задержке выходного сигнала блока 2 сравнения относительно сигналов, поступающих с элементов 4 и 5 задержки.
В результате несовпадения сигналов, поступающих на входы S первого и второго
RS-триггеров и на их входы R, длительность импульса на выходе первого RS-триггера будет равна Т + z а на выходе второго
RS-триггера будет равна Т. В итоге на выходе блока 8 вычитания появится один или два импульса суммарной длительности K
Дискретный сигнал с блока вычитания поступает на демодулятор 9, где он преобразуется в аналоговую величину, пропорциональную скорости изменения сигнала на входе в устройство, и этот сигнал поступает на выход устройства.
В случае изменения входного сигнала в сторону меньше, устройство работает также, но учитывая, что в этом случае импульсные сигналы с блока 2 сравнения поступают с промежутком времени меньше периода пилообразного напряжения, длительность импульсов первого RS-триггера будет равна
Т вЂ” r, т.е. меньше длительности импульсов второго РЯ-триггера равной Т. При этом на выходе блока 8. вычитания появится один или два импульса суммарной длительностью t, но отрицательной полярности, и соответственно на выходе демодулятора 9 появится отрицательная аналоговая величина, характеризующая скорость уменьшения сигнала на входе в устройство, Таким образом, в отличие от прототипа уменьшение количества используемых элементов и новых связей между ними упрощает дифференцирующее устройство и, следовательно, повышает надежность его работы.
Использование предлагаемого технического решения для измерения скорости изменения сигнала, характеризующего медленно изменяющуюся физическую величину, обеспечивает повышение надежности автоматического регулирования различных технологических параметров и, тем самым, позволяет вести процессы более качест вен но.
Формула изобретения
Дифференцирующее устройство, содержащее блок сравнения, первый вход которого является входом устройства, второй вход соединен с выходомгенератора пилообразного напряжения, а выход через распределитель импульсов соединен с входами соответственно первого и второго элементов задержки, два триггера, демодулятор и блок вычитания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения, нулевой и единичный входы первого триггера соединены соответственно с входом и выходом первого элемента задержки, нулевой и единичный выходы второго триггера соединены соответственно с выходом и входом второго элемента задержки, прямые выходы первого и второго триггеров соединены с соответствующими входами блока вычитания, выход которого через демодулятор соединен с выходом устройства.
1728870 г.е
Я н
G4 С4
Г м м и м я Г ".я
Я бтй мбв Л 1зз Cg ь СО
Составитель Н.Чертков
Техред М,Моргентал Корректор Н,Ревская
Редактор НьХимчук
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уигород, ул,Гете рине, 101
Заказ 1409 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5