Устройство для определения приращений на участках с производной больше заданного уровня

Устройство для определения приращений на участках с производной больше заданного уровня

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (»)5234I8

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.05.75 (21) 2136437/24 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.07.76. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 17.09.76 (51) М.Кл.- 6 06 6 7/18

Государстаениый комитет

Совета Мииистров СССР по лелем изобретений и открытий,53) УДК 681.335 (088.8) (72) Автор изобретения

В. Ф. Ермаков (7,1) Заявитель

Новочеркасский ордена Трудового Красного Знаме политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПРИРАЩЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ

НА УЧАСТКАХ С ПРОИЗВОДНОЙ

БОЛЬШЕ ЗАДАННОГО УРОВНЯ

Изобретение относится к области информационно-измерительной и аналоговой вычислительной техники и может быть использовано в анализаторе колебаний напряжения.

Известно лиф ференцирую шее устройство для электрических сигналов, содержагцее квантователь .по неокольким уровням, логические схемы, блок определения знака произволной (1).

Недостатки устройства — малое быстродействие и узкий диапазон частот исследуемого сигнала.

Известно также устройство для выделения приращений на пряжения, содержащее дифференциатор, блок выделения модуля производной, пороговый элемент, схему «НЕ», ключи. разделительные диоды, накопительные конденсаторы, инвертор, сумматор (2).

Наиболее близким к данному техническому решению является устройство для вычисления модуля приращения функции на учасвках с большой производной, содержащее последовательно соединенные дифференциатор и двухсторонн ий пороговый элемент, ключи, две разнополярные диодно-емкостные за поминающие ячейки, блок вычитания.

Низкое быстродействие таких устройств обусловлено тем, что при практической реализации их на современных средствах электрони ки ключи в открытом состоянии имеют не пулевое, а конечное сопротивление (десятки, сотни ол ), и накопительные конденсаторы заряжаются с постоянной времени, определяемой параметрами ключа и накопительной емкостью ячеек. Кроме того, по полярности выходного импульса устройства нельзя различить выброс напряжения от его провала.

Цель изобретения — повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей устройства.

Это достигается тем, что в устройство введены второй блок вычитания и сумматор, причем вход устройства соединен с первыми Входами блоков вычитания и сумматора, выход порогового элемента — с вторыми входами первого блока вычитания и сумматора, выходы первого блока вычитания и сумматора — соответственно с входами заряда и разряда дподно-емкостной запоминающей ячейки, выход которой подключен к второму входу второго блока вычитания.

На фиг. 1 представлепа блок-схема устройства, а на фиг. 2, а, б, в — графики изменения напряжения на различных элементах устрой25 ства.

Устройство состоит из дифференциатора 1, двухстороннего порогового элемента 2, блоков

3, 4 вычитания, сумматора 5, диодно-емкостЗО ной запоминающей ячейки 6 с входными це523418 пями заряда и разряда запоминающей емкости.

Работает устройство следующим образом.

Исследуемое напряжение поступает на вход дифференциатора 1, а также на неинвертиру- 5 ющие входы блокав 8 и 4 вычитания и на вход сумматора 5 (фиг. 1). Д вухсторонний пороговый элемент 2 срабатывает .при достижении заданного уровня модуля производной U входного на пряжения. Выходное напряжение элемента 2 равно мап<симально возможному значению напряжения U „„, Коэффициенты усиления по всем входам блоков вычитания и сумматора равны единице. В работе устройства можно выделить три ocHoBHblx состояния. 15

Производная входного напряжения U положительна и в момент времени / (фиг. 2) достигает заданного уровня. При этом срабатывает пороговый элемент 2, подавая со своего выхода напряжение смещения U„„,, на вхог 20 сумматора 5 и инвертирующий вход блока 4 вычитания. В результате выходное напряжение элементов 4 и 5 надежно запирает диоды запоминающей ячейки (фиг. 2,б) а интервале

t — t, напряжение на выходе ячейки на этом 25 интервале остается постоянным и равным

U(t ). На выходе устройства появляется напряжение U „,„=AU= U — (7((), равное приращению входного сигнала на этом участке (фпг.,2, в).

При уменьшении производной U ниже заданного уровня (t, фиг. 2) выходное напряжение порогового элемента 2 становится равцым нулю, конденсатор запоминающей ячейки б скачком заряжается через диод положительной полярности. Далее до момента t3 конденсатор продолжает заряжаться через указанный диод, повторяя кривую входного .напряжения. На интервале времени i> 1, конденсатор разряжается через диод отрицатель- 40 ной полярности, также повторяя кривую входного напряжения (ф иг. 2, б).

Выходное напряжение устройства на интервале времени 4 — 14 равно нулю (фиг. 2,в), так как на входы блока 8 вычитания подаются одинаковые напряжения.

Производная входного напряжения U отрицательна,и в момент времени Ь (фиг. 2) достигает за1данного уровня, mpv, этом срабатыBpåT двухсторонний пороговый элемент 2 и закрывает диоды за поминающей ячейки б. В ре- 50 зультате напряжение на выходе ячейки на интервале времени t4 — /„поддерж",вается постоянным и равным U(t4) (фиг. 2, б). На выходе устройства появляется на пряженне U „„=

= Л У = U — U (t4), равное приращению входного сигнала на этом участке (фиг. 2, в). Так как приращение ЛУ на участке t4 — 4 отрицательно, то выходной ивппульс имеет также отрицательное значение, Таким образом, выходпое напряжение устройства равно .приращению напряжения на участках с большими (больше заданного уровня) значениями производной.

Использование в предлагаемом устройстве операционных усилителей постоянного тока вместо ключей значительно повышает быстродействие схемы в моменты перезаряда конденсатора диодно-емкостной запоминающей ячейки, расширив таким образом диапазон частот исследуемого напряжения и уменьшив погрешность определения величины при ращений напряжения. Кроме того, определение действительного значения приращения напряжения, а»е его модуля, позволяет различать выбросы и провалы напряжения по знаку выделенных импульсов, расширяя, таким образом, функциональные возможности устройства.

Формула изобретения

Устройство для определения приращений напряжения на участках с .производной больше заданного уровня, содержащее последовательно соединенные дифференциатор и двухсторонний пороговый элемент, диодно-емкостную запоминающую ячейку, первый блок вычитания, отличаю щее ся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей, в устройство введены второй блак вычитания и сумматор, причем:вход устройства соединен с первыми входами блоков вычитания и сумматора, выход порогового элемента соединен с вторыми входами первого блока вычитания и сумматора, выходы первого блока вычитания и сумматора соединены соовветсввенно с входами заряда и разряда диодно-емкостной запоминающей ячейки, выхад которой подключен к второму входу втарого блака вычитания.

Источники информации, при нятые во внимание при экспертизе изобретения:

1. ABT. св. № 303632, 25.03.1969 г., G 06 G

7!18, БИ М 16, 1971.

2. Лвт. сз. №449345, 03.05.1973 r., МКИ

G 06 G 7/18, БИ № 41, 1974.

Редактор И. Грузова

Составитель С. Семенов

Техред М. Семенов

1(орректор В. Гутман

Заказ 833/1067 Изд. № 1543 Тираж 864 Подпис-ьз-"

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений IT открытий

Москва, !К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»