Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 15.10.1973 Opis patentowy opublikowano: 31.12.1975 78805 KI.21a*, 36/04 MKP*H03k5/01 Twórcywynalazku: Stanislaw Skoczowski, Stanislaw Banka, Jerzy Dobrzynski Uprawniony z patentu tymczasowego: Osrodek Badawczo-Rozwojowy Metrologii Elektrycznej, Zielona Góra (Polska) Sposób rózniczkowania sygnalów,zwlaszcza wolnozmiennych i uklad do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób rózniczkowania sygnalów zwlaszcza wolnozmiennych oraz uklad do stosowania tego sposobu, majacy zastosowanie w technice regulacji, sterowania i pomiarów.Obecnie stosuje sie dwa sposoby rózniczkowania sygnalów to jest rózniczkowanie analogowe i dyskretne.Przy sposobie pierwszym wykorzystuje sie czlony bierne RC oraz elementy czynne, którymi sa wzmacniacze operacyjne o wysokich wymaganiach zwlaszcza w zakresie wzmocnienia, rezystancji wejsciowej i dryftu punktu Zviuwego. Rózniczkowanie przeprowadza sie najczesciej w oparciu o rózniczkujace czlony operacyjne maszyny analogowej. Podajac na wejsciu czlonu rózniczkujacego sygnal badany, uzyskuje sie na jego wejsciu pierwsza pochodna sygnalu. Sposób drugi realizowany jest z wykorzystaniem maszyny cyfrowej lub wyspecjalizowanego ukladu cyfrowego. Wejsciowy sygnal ciagly w ukladzie przetwornika analogowo-cyfrowego przetwarza sie na sygnal dyskretny ze stalym taktem próbkowania. Korzystajac z bloku pamieci oraz arytmometru odejmuje sie od wartosci dyskretnej sygnalu w danym takcie wartosc taktu poprzedniego. Uzyskana róznice przetwarza sie w przetworniku cyfrowo—analogowym na sygnal analogowy, który jest przyblizona wartoscia pochodnej sygnalu wejsciowego.Sposoby te posiadaja szereg niedogodnosci. Sposób rózniczkowania sygnalu analogowego nie zapewnia uzyskanie nieprzesunietych w fazie i nietlumionych pochodnych sygnalu rózniczkowanego co jest wynikiem stosowania czlonków biernych RC. Ponadto ze wzgledu na ograniczone mozliwosci stosowania kondensatorów o duzych pojemnosciach i malych uplywnosciach oraz ze wzgledu na dryft punktu zerowego wzmacniaczy, realizacja ukladów rózniczkujacych sygnaly zwlaszcza wolnozmienne napotyka na duze trudnosci techniczne.Sposób rózniczkowania dyskretnego wymaga zlozonego ukladu cyfrowego, co ogranicza jego zastosowanie do niewielkiej grupy specjalnych urzadzen.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu rózniczkowania sygnalów zwlaszcza wolnozmiennych i ukladu do stosowania tego sposobu eliminujacych wyzej podane niedogodnosci. Cel ten zostal osiagniety poprzez zamiane wielkosci analogowej na dyskretna w ten sposób, ze szybkosc zmian sygnalu rózniczkowanego zwlaszcza wolnozmiennego przetwarza sie na impulsy o stalej amplitudzie lecz zmiennym czasie trwania impul¬ sów i przerw pomiedzy tymi impulsami. Polaryzacja tych impulsów jest dodatnia lub ujemna w zaleznosci od kierunku zmian sygnalu rózniczkowanego. Sposób ten jest realizowany przy pomocy ukladu zawierajacego \/ / 2 78 805 uklad kompensujacy, wyzwalany generator impulsów o polaryzacji dodatniej lub ujemnej oraz uklad usrednia¬ jmy.Uklad wedlug wynalazku umozliwia uzyskanie dokladnej wartosci pochodnej sygnalów zwlaszcza wolno- zmiennych. Ponadto uklad ten w stosunku do znanych i opisanych wyzej, ukladów zawiera niewielka liczbe elementów o przecietnycli parametrach technicznych i dzieki temu* móze byc szeroko stosowany w wielu ga¬ leziach techniki jak na przyklad w ukladach regulacji, sterowania i pomiarów wielkosci elektrycznych i nie¬ elektrycznych, umozliwiajac miedzy innymi poprawe jakosci regulacji zwlaszcza vpri'y;:.;;.4J;u ..!:::!:+rV^ o duzym czasie martwym w stosunku do stalej czasowej, co dotychczas napotykalo na duze trudnosci tech¬ niczne. Mala objetosc i niewielki ciezar ukladu umozliwiaja jego zastosowanie w ukladach nadaznych sterowania i sledzenia poruszajacych sie obiektów. Z uwagi na odpowiednio wysoka czestotliwosc impulsów uklad usrednia¬ jacy nie wprowadza istotnego przesuniecia fazowego miedzy sygnalem rózniczkowanym a jego pochodna. Wyna¬ lazek pozwala na budowe tanich mierników róznych wielkosci fizycznych. Szeregowe polaczenie ukladów umozliwia otrzymanie pochodnych wyzszych rzedów.Przedmiot wynalazku pokazany jest na rysunku, na którym przedstawiony jest schemat blokowy ukladu.Sygnal rózniczkowany 1 doprowadzony jest do wejscia ukladu kompensujacego A, w wyniku czego na wyjsciu ukladu kompensujacego pojawi sie sygnal 2. Sygnal 2 doprowadzany jest do wejscia wyzwalanego generatora impulsów B. Sygnal 2 powoduje pojawienie sie na wyjsciu generatora B sygnalu 3 o poziomie dodatnim lub ujemnym zaleznie od kierunku zmian sygnalu 2. Sygnal 3 z wyjscia generatora B doprowadzany jest na wejscie ukladu kompensujacego A oraz na wejscie ukladu usredniajacego C. W ukladzie A nastepuje kompensacja sygnalów 1 i 3, której wynikiem jest zmniejszenie sie sygnalu 2 ponizej progu wyzwolenia generatora, a tym samym zanik sygnalu 3 na wyjsciu generatora Czas trwania impulsu na wyjsciu generatora zalezy od szybkosci zmian sygnalu rózniczkowanego. Ponowne pojawienie sie sygnalu 3 na wyjsciu generatora wystapi w przypadku zmiany poziomu sygnalu rózniczkowanego 1. Zarówno czas trwania impulsów na wyjsciu generatora jak i czas przerw}7 pomiedzy impulsami zaleza od szybkosci zmian sygnalu rózniczkowanego. Sygnal 3 po usrednieniu w ukladzie C daje na jego wyjsciu sygnal 4 bedacy pochodna sygnalu rózniczkowanego 1. Z uwagi na odpowied¬ nio wysoka czestotliwosc sygnalu 3 uklad usredniajacy C1 nie wprowadza istotnego przesuniecia fazowego. PL PL