Дифференцирующее устройство

Дифференцирующее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

» 5&252

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (6l) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 31.01.74 (21) 1991904/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.02.76. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 28.10.76 (51) М.Кл G 06G 7/18

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 681,333 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. Б. Никифоров и Н. А. Сарычев

Рязанский радиотехнический институт (71) Заявитель (54) ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО откуда

/:,(i) = т„" () dF z (>) dt

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обработки частотно-импульсных сигналов.

Известно дифференцирующее устройство, содержащее преобразователь код — частота, реверсивный счетчик, входы которого соединены с выходами логического блока управления счетчиком, вход которого соединен с генератором управляемой частоты. В известном устройстве выходной сигнал F, (i) формируется как результат усиления в /г раз разности входной частоты и частоты обратной связи

F„(i) = JF, (/)d

Tiil „

/ () = (-() — —,5F()ж), >»»

»»

/г т. е. выходной сигнал F, (i) пропорционален первой производной сигнала F „. (i) с принципиальной ошибкой

T„dF, (t), которая при

/г dt увеличении /г стремится к нулю. Приведенные формулы получены без учета дискретного характера частотно-импульсных сигналов и, следовательно, являются приближенными. Использование в качестве элемента сравнения

2 г „(i) и Р„(i) известных частотно-импульсных вычитающих устройств, обладающих характеристикой типа «люфт» приводит к появлению задержки в прямой цепи устройства, 5 непосредственно ухудшающей его динамические характеристики и, кроме того, ограничивает максимальную величину /г из соображений устойчивости. Ограничение /г в свою очередь тоже влияет на инерционность уст)o ройства. Следовательно, известное устройство характеризуется ограниченным быстродействием.

Целью изобретения является повышение быстродействия дифференцирующего устрой15 ства, что достигается использованием попериодного сравнения частот F,. (i) и F „(i), т. е. результат сравнения формируется по истечении периода меньшей из сравниваемых частот, в отличие от периода разностной частоты в известном устройстве. Для достижения этого в описываемое устройство дополнительно введены схема сравнения периодов, интеграТор> два ключа> преобразователь scop,— Напражение, схема сравнения, формирователь знака, аналоговый запоминающий блок и делитель, первый вход которого соединен с выходом преобразователя код — частота, второй вход — с первым выходом схемы сравнения периодов, а выход — с первым входом схемы

Зр сравнения периодов, второй вход которой со503252

3 ед11нен со входом устройства, второй выход схемы сравнения периодов соединен с первыми входами интегратора и первого и второго ключей, третий выход схемы сравнения периодов соединен со вторым выходом блока управления счетчиком и первым входом формирователя знака, второй вход которого соединен со входом устройства, выход формирователя знака соединен с выходом устройства, второй вход первого ключа соединен с выходом преобразователя код — напряжение, а выход первого ключа через интегратор соединен с первым входом схемы сравнения и вторым входом второго ключа, выход которого соединен со входом аналогового запоминающего блока, выход которого соединен со вторым входом схемы сравнения, входом генератора управляемой частоты и выходом устройства, выход реверсивного счетчика соединен со входами преобразователей код †часто и код †напряжение.

На чертеже приведена блок-схема описываемого устройства.

Оно состоит из усредняющего делителя 1, схемы сравнения периодов 2, функционального преобразователя кода в напряжение 3, реверсивного счетчика 4, преобразователя кода в частоту 5, электронного ключа 6, электронного интегратора 7, схемы формирования знака 8, логического блока управления счетчиком 9, схемы сравнения 10, электронного ключа 11, аналогового запоминающего блока 12 и генератора управляемой частоты 13.

В каждом периоде меньшей из сравниваемых частот F (t) и F«(t) схема сравнения периодов 2 выделяет разность периодов в виде временного интервала у () 1 1 »() F«() » () ос (О » () F бс ()

F (О (1) т х () Foc ()

С целью выделения сигнала, пропорцио.ального разностной частоте F . (/) необходимо величину ЬТ» (t) умножить на сигнал

Р» (t) F«(t). В связи с тем, что система ох»вачена отрицательной связью, в нейпостоянло поддерживается равенство F» (t) = F«(t) погрешностью, определяемой заданной точностью дифференцирования. Следовательно, .:озможна замена величины Г» (t) F «(t) на ,9

:.еличину F:,„(t). Функциональный преобра:.ователь кода в напряжение 3 формирует на: ряжение, пропорциональное Г „,. (/). Ключ 6

< беспечивает поступление сигнала У«на ..,ход интегратора 7 в течение AT» (t), формируя напряжение лт (t)

U,(t) = i V«(t)dt " "" ", (2) о т„ где U,— масштабный коэффициент функционального преобразователя;

T„— постоянная времени электронного интегратора.

Полученное напряжение (2) по окончании каждого интервала через ключ 11, переписывается в аналоговый запоминающий блок 12, а интегратор обнуляется. Напряжение, хранимое в ЗУ, преобразуется в выходную частоту с помощью генератора 13 (3) где F,„„„, — максимальная выходная частота генератора;

U, — максимальное выходное напряжение генератора, и подается на вход реверсивного счетчика 4 для интегрирования. Код реверсивного счетчика N «(t) преобразуется в преобразователе 5 в частоту F „(/). Решая (1), (2) и (3) совместно, получаем ® = T dF»(t) т„„dFz(t) (4)

dt lг dt

2п где Т„„ = — — постоянная времени цифрот о вого интегратора в цепи обратной связи (счетчик 4 — преобразователь 5).

Описываемое устройство обладает передаточной функцией дифференцирующего звена, однако его быстродействие значительно повышено в результате применения попериодного сравнения частот.

Формула изобретения

Дифференцирующее устройство, содержащее преобразователь код †часто, реверсивный счетчик, входы которого соединены с выходами логического блока управления счетчиком, вход которого соединен с генератором управляемой частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит схему сравнения периодов, интегратор, два ключа, преобразователь код — напряжение, схему сравнения, формирователь знака, аналоговый запоминающий блок и делитель, первый вход которого соединен с выходом преобразователя код — частота, второй вход — с первым выходом схемы сравнения периодов, а выход — с первым входом схемы сравнения периодов, второй вход которой соединен со входом устройства, второй выход схемы сравнения периодов соединен с первыми входами интегратора и п paoro и второго ключей, третий выход схемы сравнения периодов соедииен со вторым выходом блока управления счетчиком и первым входом формирователя знака, второй вход которого соединен со входом устройства, выход формирователя знака соединен с выходом устройства, второй вход первого ключа соединен с выходом преобразователя код — напряжение, а выход первого ключа через интегратор соединен с первым входом схемы сравнения и вторым входом второго ключа, выход которого соединен со входом аналогового запоминающего блока, выход которого соединен со вторым входом схемы

503252

Составитель М. Никифоров

Редактор Л. Тюрина Техред М. Семенов Корректоры М. Лейзерман и Т. Гревцова

Заказ 3791 Изд. № 1126 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

МОТ, Загорский филиал сравнения, входом генератора управляемой частоты и выходом устройства, выход реверсивного счетчика соединен со входами преобразователей код †часто и код †напряжен.