Устройство для дифференцирования квантованного по времени сигнала

Устройство для дифференцирования квантованного по времени сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы язобретения (71) Заявитель

П. П. Гараев,. В. Ф, Руденко, А. Е. Иванов, Б, А, Сарычев и Н. А. Ива и .„„.„

--t, ! (1»,,-„,, :,; (. ,I: (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ

КВАНТОВАННОГО ПО. ВРЕМЕНИ СИГНАЛА

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техняки и может быть использовано в устройствах, формирующих приводную от сигнала, представляющего собой сумму скачков напряжения, например, в экстраполяторах.

Известно устройство которое содержит дифференциальный усилитель, подк поченные к нему управляемые источники тока положительной и отрицательной полярности, и интегрируюшую цепь обратной связи (1 ).

Недостстком известного устройства является практическая непригодность к работе с входным сигналом, содержащим скачки.

Известно также устройство для дифференцирования квантованного по времени сигнала, содержашее ключ, между выходом которого и шнной нулевого потенциала включен запоминаюший конденсатор, а выход ключа соединен с входом повторителя напряжения (2 j

Недостатком устройства является то, что при работе его с квантованным по времени напряженнем производная, представлиюшая собой последовательность периодически вычисляемых прирашений входного сигнала, имеет запаздывание, составляющее по огибающей половину периода зам йка ни я ключа, Цель изобретения заключается в позы шенин точности дифференцирования.

Для етого устройство содержнт дифференциальный усялитель, неинвертир -юший вход которого через первый масштабный резистор связан с входом устройства, а инвертируюший вход через второй н третий масштабируюшие резисторы соедннеи соответственноо с выходом дифференциального усилителя и с шиной нулевого потенциала, дифференцируюшего Р С-цепочку, включен« ную между выходом дифференциального усилителя и шиной нулевого потенцяала, выход которой соединен с входом ключа, я масштабирующий блок, включенный меж-ду выходом повторители напряжения и ин3 691 вертируюшим входом дифференциального усилителя.

Иа чертеже изображено предлагаемое устройство.

875 4

Например, на входе устройств» имеется квантовый синусоидальный сигнал:

"вк="е "" (6

5 где (1 — частота квантования отнесенЭ ная к частоте синусоиды, rl = 1„2,3,...

На выходе устройства, если цепь об ратной связи замкнута, имеем: „,„= п-„,- I& о,ь) к,,() где К - коэффициент передачи усилителя 1.

Из последнего выражения видно, что огибающая производной имеет запаадывание в половину периода квантования, При замыкании цепи обратной связи, учить(вая, что напряжение на выходе усилителя можно представить в виде

У = Я 51f1 — (Il+ -) (3)

М 1 на выходе устройства

U b(„=2À Мп —, coo (и y — 0,5),(4) 10

Устройство работает следующим образом.

Ключ 6 замыкается на малое время Г синхронно с поступлением на вход устройства очередного скачка входного напряжения, 20

Если цепь положительной обратной связи устройства разорвана, то на запоминающем конденсаторе будет зафиксированы очередные приращения входного напряжения. 25

Параметры конде нс атора 5 и ре зистора 7 подобраны таким образом, что за время : конденсатор 5 успевает заря1 диться до напряжения, соответствующего очередному входному скачку.

При следующем замыкании ключа 6 напряжение на запоминающем конденсаторе 8 обновляется.

При замыкании цепи положительной обратной связи, с выхода повторителя 9 35 на вход усилителя 1, формирование ступенчатого выходного напряжения, соответствующего производной входной функции, происходит с меньшим запаздыванием, т.е. с большей точностью. Это обусловлено тем, что по цепи обратной связи синхронно с моментами квантования входного сигнала лодаются корректирующие скачки напряжения, суммирующиеся с входным сигналом. Они воэ- 45 никают из-за быстрого разряда запоминающего конденсатора 8 череа резистор

7 в момент аамыкания ключа 6, поскольку емкость конденсатора 8 на 1-2 порядка меньше емкости дифференцирующего конденсатора 5.

30 т.е.

Устройство. содержит дифференциальный усилитель 1, масштабирующие резисторы 2-4, дифференцирующий конденсатор 5, ключ 6, разрядный резистор 7, запоминающий конденсатор 8, повторитель 9 напряжения, масштабирующий блок 10, вход 11 и выход 12 устройства. а также ("1 = Рвх "2 Ьь. получаем:

1 1=К Ущ ЫП вЂ” и ФИ 24 уд-„СасЩд о--QQ)

2Õ и ((Х) где К1 — коаффициент передачи от входа до выхода;.

К2 - коэффициент обратной связи.

Приняв К, = 1, К 0,5 и решая (5) относительно А и 0, имеем: у--а я= .„U

c0$3 й

"ввв= (4 Мв COsД„П. (6(Предлагаемое устройство позволяет сформировать производную в виде ступенчатого напряжения, которое в момен« ты квантования не имеет запаздывания.

Амплитуда производной изменяется в функции частоты нелинейно, по закону тангенса. Это ограничивает снизу значения М . При ((Р 6 амплитудное искажение сигнала производной не превышает 10 7..

В результате происходит уменьшение запаздывания по огибающей в формировании выходного сигнала, что аналогично

55 уменьшению запаздывания в линейных дифференциаторах, охваченных положитель=--=.-- .--BoA обратной сBBAbfo.

Устройство при небольшом объеме оборудования и соответствии требованиям микроминиатюризации позволяет повысить качество выработки производной квантовых входных сигналов.

691875

Составитель Г. Осипов

Техред O. Андрейко Корректор Н. Степ

Редактор Ю. Челюканов

Заказ 6218/40 Тираж 780 " " Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобертений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгopoii",ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Устройство для дифференцирования квантованного по времени сигнала, содержащее ключ, между выходом которого и шиной нулевого потенциала включен запоминающий конденсатор, а выход ключа соединен с входом повторителя напряжения, отличающееся тем что, с целью повышения точности дифференцирования, устройство содержит дифференциальный усилитель, неинвертирующий вход которого через первый масштабирующий резистор связан с входом устройства, а инвертирующнй вход через второй и третий масштабируюшие резисторы соединен соответственно с выходом дифференпиального усилителя и с шиной нулевого потенциала, дифференцируюшую Р С-пеночку, включенную между выходом дифференциального усилителя и шиной нулевого потенциала, выход которой соединен с выходом ключа, и масштабируюший блок, включенный между выходом повторителя напряжения и инвертируюшим входом дифференциального усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при акспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 394805, кл. 606 (j 7/18, 1972.

2. Казаков В. А. Вычислительные устройства машин непрерывного действия

М.„Машиностроение, 1965, с. 275

{прототип)