Аналоговый интегрирующий вычислитель

Аналоговый интегрирующий вычислитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

б 330 36 рирующий усилитель 2„ выходной инте-рирующий усилитель 3 с двумя входами, инвертирующий усилитель 4, ключи 5 и

6, масштабные блоки 7, 8 и 9. Информационный вход вычислителя подключен (через масштабный блок 7 ко входу первого сигнального интегрирующего уси- 5 лителя °

Устройство работает следующим образом.

B исходном состоянии интегрирующие усилители 1, 2 и 3 обнулены. В момент времени 1 = 0 ключи 5 и 6 эа мыкаются, задавая тем самым начало интервала обработки сигнала. В момент времени Г эти же ключи размыкаются. Интервал обработки сигнала заканчивается. На выходе интегрирующего усилителя 3 фиксируется значение выходного процесса. Весовая функция (окно ) интегрального преобразователя имеет форму косинуса на пьедестале. Частотная характеристика вычислителя представляет собой сумму трех иормированных, сдвинутых относительно друг друга, функций отсчетов. Уровень подавления первых боковых лепестков частотной 25 характеристики зависит от выбранных значений коэффициентов передачи A

Ь, С масштабных блоков 7, 8 и 9 соответственно и может превысить

40 дб за счет небольшого расширения полосы прозрачности.

При нуленых начальных условиях выражение передаточной функции Н (р) вычислителя, как линейной системы, имеет вид

И (р) =-Al D с) р)-В/р где р — оператор одностороннего преобразования Лапласа, t Цр) — передаточная функция идеального интегратора.

При А=0.4Ь(21/Т),Э=0,08, с (2С)т) соответствующая импульсная переходная функция записывается как () (0,54-0,46сое — Ô), Q < y.

45 иначе О

Здесь учтена конечная длительность

) интервала обработки сигнала, обес- печиваемая ключами 5 и б. Если (1) и (1) соответственно входной и вы- 50 (ходной сигналы вычислителя, то справедливо: т fт

Ч() "Д И(- )4()d<--j (054-046са — { - )) Ефсй. о

О т

В момент времени .*T фиксации зна- 55 чения ц выходного процесса получают

2Я

gg(t. V) -I {0,54-0,46 сОЬ вЂ”,„ ) 4фд "° о

Итак, аналоговый интегрирующий вычислитель вычисляет интеграл эа интервал времени Т от произведения входного сигнала на весовую функцию

g()=-(0,54-0,4Ьrсв ) которая представляет собой окно

Хэмминга. Функция g(t1 отлична от нуля лишь на интервале наблюдения (О, Г1, что обеспечивается принципом действия устройства. Частотно-избирательные снойстна вычислителя можно показать, если, учитывая финитность весовой функции, воспользоваться (теоремой Ларсен аля

Y" j g(>) f(t)g< ) с,(- ы)Р()сг18<э, где {- ) - J g (g)

% ). ®Е " с, для четных ф(41 (это имеет место н вычислителе) справедливо (- ) -((i 4= (<).

Таким образом, точность работы ,аналогового интегрирующего вычислителя определяется спектральным окном 5 (с>) . Для спектрального окна Хэмминга характерен малый уровень „=6,Ь 10 первых боковых лепестков частотной характеристики при

А Т - 6,86.

По сравнению с прототипом на треть снижается уровень первых боковых лепестков характеристики. Одновременно или сокращается более, чем на 27Ъ длительность интервала Т обработки сигнала, или на такую же величину сужается ширина А .7 главного лепестка частотной характеристики.

Следует отметить, что реализация весовой функции типа ок но Хэмминга в данном устройстве проще, чем в аналоге.

Формула изобретения

Аналоговый интегрирующий вычислитель, содержащий последонательно соединенные сигнальные интегрирующие усилители, подключенные через первый ключ к первому входу выходного интегрирующего усилителя, второй вход которого через первый масштабный блок и второй ключ соединен со входом вычислителя, подключеннщ через второй масштабный блок к перному входу первого сигнального интегрирующего усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности интегрирования при действии сосредоточенных по спектру низкочастотных помех, вычислитель содержит иннертирующий усилитель, вход которого через третий масштабный блок подключен к выходу второго сигнального интегрирующего усилителя, а выход связан со