RU2228540C1 - Differentiating device - Google Patents
Differentiating device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2228540C1 RU2228540C1 RU2002126827/09A RU2002126827A RU2228540C1 RU 2228540 C1 RU2228540 C1 RU 2228540C1 RU 2002126827/09 A RU2002126827/09 A RU 2002126827/09A RU 2002126827 A RU2002126827 A RU 2002126827A RU 2228540 C1 RU2228540 C1 RU 2228540C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- capacitor
- amplifier
- controlled current
- Prior art date
Links
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано в корректирующих устройствах следящих систем и измерительных приборах.The invention relates to the field of automatic control and can be used in corrective devices of tracking systems and measuring devices.
Известно дифференцирующее устройство, состоящее из дифференциального усилителя, выход которого связан с входом интегрирующего усилителя, а цепи обратных связей обоих усилителей шунтируются контактами реле [1].A differentiating device is known, consisting of a differential amplifier, the output of which is connected to the input of an integrating amplifier, and the feedback circuits of both amplifiers are bridged by relay contacts [1].
Недостатками такого устройства являются низкая точность из-за растущих со временем ошибок и сложность устройства, так как оно содержит два усилителя и два реле, которые надо коммутировать в разное время.The disadvantages of this device are low accuracy due to growing errors over time and the complexity of the device, since it contains two amplifiers and two relays that must be switched at different times.
Известно дифференцирующее устройство, содержащее два интегратора, две аналоговые запоминающие ячейки, подключенные к выходам соответствующих интеграторов, и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющими входами аналоговых запоминающих ячеек, первые входы интеграторов подключены к источнику дифференцируемого напряжения, вторые входы интеграторов подсоединены к выходу первой аналоговой запоминающей ячейки, третий вход второго интегратора подключен к выходу второй аналоговой запоминающей ячейки [2].A differentiating device is known that contains two integrators, two analog memory cells connected to the outputs of the respective integrators, and a clock pulse generator, the output of which is connected to the control inputs of the analog memory cells, the first inputs of the integrators are connected to a source of differentiable voltage, the second inputs of integrators are connected to the output of the first analog storage cell, the third input of the second integrator is connected to the output of the second analog storage cell [2].
Недостатками известного устройства являются низкая точность, обусловленная потерей информации в аналоговых запоминающих ячейках и неточностью выполнения операции интегрирования в интеграторах, и низкая надежность из-за сложности устройства.The disadvantages of the known device are low accuracy due to the loss of information in the analog storage cells and the inaccuracy of the integration operation in the integrators, and low reliability due to the complexity of the device.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является дифференцирующее устройство, содержащее дифференциальный усилитель постоянного тока, к одному из входов которого подключен источник входного напряжения, а другому - конденсатор, управляемые источники тока положительной и отрицательной полярности и масштабный резистор, подключенный к выходным зажимам устройства, причем к выходу дифференциального усилителя подключены управляемые источники тока положительной и отрицательной полярности, выходы которых объединены и через масштабный резистор подключены к конденсатору [3].The closest in technical essence and the achieved result to the claimed invention is a differentiating device containing a differential DC amplifier, one of the inputs of which is connected to an input voltage source, and the other is a capacitor, controlled current sources of positive and negative polarity and a scale resistor connected to the output terminals of the device, and to the output of the differential amplifier connected controlled current sources of positive and negative polar bridges whose outputs are combined and connected to a capacitor through a large-scale resistor [3].
Указанное устройство имеет низкую точность, обусловленную ошибками из-за не идентичности порогов срабатывания первого и второго управляемых источников тока, а также тем, что разряд конденсатора встречным током способствует дополнительному нагреву, быстрому старению и увеличению тока утечки конденсатора, вследствие чего в выходном сигнале дифференцирующего устройства присутствует слагаемое, пропорциональное входному сигналу.The specified device has low accuracy due to errors due to the non-identical response thresholds of the first and second controlled current sources, as well as the fact that the discharge of the capacitor by the counter current contributes to additional heating, rapid aging, and an increase in the leakage current of the capacitor, as a result of which the output signal of the differentiating device there is a term proportional to the input signal.
Заявляемое изобретение решает задачу создания устройства, лишенного вышеперечисленных недостатков. Техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемого изобретения, является повышение точности дифференцирования за счет исключения ошибок от перечисленных дестабилизирующих факторов.The claimed invention solves the problem of creating a device devoid of the above disadvantages. The technical result achieved by using the claimed invention is to increase the accuracy of differentiation by eliminating errors from the above destabilizing factors.
Поставленная цель достигается тем, что в дифференцирующее устройство, содержащее масштабный резистор, подключенный к выходным зажимам устройства, дифференциальный усилитель постоянного тока, к одному из входов которого подсоединен источник входного напряжения, к другому входу - первый вывод конденсатора, второй вывод которого подключен к общей шине, управляемый источник тока, выход которого через масштабный резистор подсоединен к первому выводу конденсатора, введены ключ, информационный вход которого подключен к выходу управляемого источника тока, а выход - к общей шине устройства, усилитель-ограничитель, вход которого подсоединен к выходу дифференциального усилителя, а выход одновременно подключен к входу управляемого источника тока и управляющему входу ключа.This goal is achieved by the fact that in the differentiating device containing a large-scale resistor connected to the output terminals of the device, a DC differential amplifier, to one of the inputs of which an input voltage source is connected, to the other input is the first output of the capacitor, the second output of which is connected to the common bus , a controlled current source, the output of which through a large-scale resistor is connected to the first output of the capacitor, a key is entered, the information input of which is connected to the output of the controlled Source current, and an output - to a common bus devices, a limiting amplifier having an input connected to the output of the differential amplifier, and an output connected to both input of a controlled current source and the control input of the key.
Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с прототипом показывает, что заявляемое дифференцирующее устройство отличается тем, что в него дополнительно введены ключ, информационный вход которого подключен к выходу управляемого источника тока, а выход подключен к общей шине, усилитель-ограничитель, вход которого подсоединен к выходу дифференциального усилителя, а выход одновременно подключен к входу управляемого источника тока и управляющему входу ключа.A comparative analysis of the present invention with the prototype shows that the claimed differentiating device is characterized in that a key is additionally introduced into it, the information input of which is connected to the output of the controlled current source, and the output is connected to a common bus, the limiter amplifier, the input of which is connected to the output of the differential amplifier , and the output is simultaneously connected to the input of the controlled current source and the control input of the key.
Таким образом, заявляемое дифференцирующее устройство соответствует критерию изобретения “новизна”.Thus, the claimed differentiating device meets the criteria of the invention of "novelty."
Сравнение заявляемого технического решения с другими техническими решениями в данной области не позволило выявить в них признаки, отличающие дифференцирующее устройство от прототипа. Это позволяет сделать вывод о соответствии критерию “изобретательский уровень”.Comparison of the claimed technical solution with other technical solutions in this area did not reveal the signs that distinguish the differentiating device from the prototype. This allows us to conclude that the criterion of "inventive step".
На чертеже приведена структурная электрическая схема дифференцирующего устройства.The drawing shows a structural electrical diagram of a differentiating device.
Дифференцирующее устройство содержит дифференциальный усилитель постоянного тока 1, усилитель-ограничитель 2, управляемый источник тока 3, ключ 4, масштабный резистор 5 и конденсатор 6.The differentiating device contains a differential DC amplifier 1, an amplifier-limiter 2, a controlled current source 3, a key 4, a scale resistor 5, and a capacitor 6.
Выход дифференциального усилителя постоянного тока 1 подсоединен к входу усилителя-ограничителя 2, выход которого подключен одновременно к входу управляемого источника тока 3 и управляющему входу ключа 4. Информационный вход ключа 4 подсоединен к выходу управляемого источника тока 3 и к первому выводу масштабного резистора 5, второй вывод которого подключен одновременно к первому выводу конденсатора 6 и первому входу дифференциального усилителя постоянного тока 1, второй вход которого подсоединен к источнику входного напряжения. Второй вывод конденсатора 6 подключен к общей шине. Масштабный резистор 5 подсоединен к выходным зажимам дифференцирующего устройства.The output of the differential DC amplifier 1 is connected to the input of the amplifier-limiter 2, the output of which is connected simultaneously to the input of the controlled current source 3 and the control input of the key 4. The information input of the key 4 is connected to the output of the controlled current source 3 and to the first output of the scale resistor 5, the second the output of which is connected simultaneously to the first output of the capacitor 6 and the first input of the differential DC amplifier 1, the second input of which is connected to the input voltage source. The second terminal of the capacitor 6 is connected to a common bus. A scale resistor 5 is connected to the output terminals of the differentiating device.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Заявляемое дифференцирующее устройство представляет собой следящую систему регулирования, которая поддерживает напряжение на конденсаторе 6 равным изменяющемуся входному напряжению. Задающей величиной является входное напряжение:The inventive differentiating device is a servo control system that maintains the voltage across the capacitor 6 equal to the changing input voltage. The reference value is the input voltage:
Если входное напряжение больше (меньше) напряжения на конденсаторе, допустим 
Назначение усилителя-ограничителя 2, имеющего высокие точность и коэффициент усиления, - обеспечить точное дифференцирование при сигналах рассогласования, меньших по абсолютной величине порогов срабатывания управляемого источника тока 3 и ключа 4.The purpose of the amplifier-limiter 2, which has high accuracy and gain, is to provide accurate differentiation with mismatch signals that are smaller in absolute value of the thresholds of the controlled current source 3 and key 4.
Введенная вместо управляемого источника тока цепь разряда конденсатора исключает дополнительные нагрев, ускоренное старение и увеличение тока утечки конденсатора, и тем самым повышается точность дифференцирования.A capacitor discharge circuit introduced instead of a controlled current source excludes additional heating, accelerated aging, and an increase in the leakage current of the capacitor, thereby increasing the accuracy of differentiation.
Известно, что ток, протекающий через конденсатор, связан с напряжением на нем зависимостьюIt is known that the current flowing through a capacitor is related to the voltage across it
Так как напряжение на конденсаторе Uc автоматически поддерживается равным Uвх, то имеемSince the voltage across the capacitor U c is automatically maintained equal to U I , we have
Если включить в цепь источника тока сопротивление R (резистор 5), то снимаемый с него сигнал равенIf resistance R (resistor 5) is included in the circuit of the current source, then the signal removed from it is equal to
Предлагаемое изобретение выполняет дифференцирование со сглаживанием, в выходном сигнале устройства отсутствует слагаемая, пропорциональная входному сигналу.The present invention performs differentiation with smoothing, in the output signal of the device there is no term proportional to the input signal.
Введение новой совокупности признаков позволяет повысить точность дифференцирования. Повышение точности достигается, во-первых, за счет того, что переключение управляемого источника тока и ключа осуществляется при сигналах рассогласования, меньших порогов их срабатывания, путем предварительного усиления этого сигнала рассогласования в усилителе-ограничителе, имеющем высокие чувствительность и коэффициент усиления; во-вторых, за счет исключения дополнительных нагрева, ускоренного старения и увеличения тока утечки конденсатора благодаря использованию схемы разряда конденсатора вместо управляемого источника тока.The introduction of a new set of features allows to increase the accuracy of differentiation. Improving the accuracy is achieved, firstly, due to the fact that the switching of the controlled current source and the key is carried out when the mismatch signals are lower than their thresholds by preliminary amplification of this mismatch signal in the limiting amplifier having high sensitivity and gain; secondly, by eliminating additional heating, accelerated aging, and increasing the leakage current of the capacitor by using a capacitor discharge circuit instead of a controlled current source.
Источники информацииSources of information
1. А.С. СССР № 298925, кл. G 06 G 7/18, 1970.1. A.S. USSR No. 298925, class G 06 G 7/18, 1970.
2. А.С. СССР № 577540, кл. G 06 G 7/18, 1977.2. A.S. USSR No. 577540, class G 06 G 7/18, 1977.
3. А.С. СССР № 394805, кл. G 06 G 7/18, 1973.3. A.S. USSR No. 394805, class G 06 G 7/18, 1973.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002126827/09A RU2228540C1 (en) | 2002-10-07 | 2002-10-07 | Differentiating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002126827/09A RU2228540C1 (en) | 2002-10-07 | 2002-10-07 | Differentiating device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2228540C1 true RU2228540C1 (en) | 2004-05-10 |
| RU2002126827A RU2002126827A (en) | 2004-05-20 |
Family
ID=32679015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002126827/09A RU2228540C1 (en) | 2002-10-07 | 2002-10-07 | Differentiating device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2228540C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2628243C1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-08-15 | Федеральное государственное учреждение "Федеральный научный центр Научно-исследовательский институт системных исследований Российской академии наук" (ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН) | Differentiation for analog signals processing (versions) |
-
2002
- 2002-10-07 RU RU2002126827/09A patent/RU2228540C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2628243C1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-08-15 | Федеральное государственное учреждение "Федеральный научный центр Научно-исследовательский институт системных исследований Российской академии наук" (ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН) | Differentiation for analog signals processing (versions) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102659467B1 (en) | Systems and methods for determining a self-discharge current characteristic of a storage cell | |
| US4082998A (en) | Dual slope integration circuit | |
| CN108663622B (en) | Battery pack voltage measuring circuit and voltage measuring system | |
| KR19990078450A (en) | Means for detecting the integrated value of current flow, means for detecting the value of current flow and battery pack using the same | |
| US4608533A (en) | Automatic compensation circuit for use with analog multiplier | |
| US20150188329A1 (en) | Apparatus and methods of charging to safe cell voltage | |
| US4305039A (en) | IR Corrected electrochemical cell test instrument | |
| CN112816088A (en) | Self-adaptive range switching temperature sensor | |
| CN112198442A (en) | Battery electric quantity detection method and detection system | |
| US20180301174A1 (en) | Low offset current sense amplifier | |
| US4034364A (en) | Analog-digital converter | |
| JPS5983797A (en) | Electronic circuit for analysis of operation of electrochemical tank | |
| RU2228540C1 (en) | Differentiating device | |
| CN111551864B (en) | High-precision bidirectional current detection circuit applied to battery charging and discharging and method thereof | |
| CN106297726B (en) | Sampling hold circuit, discharge control method and display device | |
| US4851839A (en) | Dual-slope analog-to-digital converter with voltage to current converter | |
| CN103066926B (en) | The steady zero circuit of automatic digital for integrating circuit | |
| RU2290692C1 (en) | Differential analyzer | |
| CN108376015B (en) | Mirror circuit and power management chip | |
| US4211939A (en) | Operational amplifier with switching error elimination | |
| KR200256197Y1 (en) | Battery Charge/Discharge System | |
| US3818204A (en) | Voltage integrating apparatus | |
| SU1017998A2 (en) | Electronic coulorimeter having controlled potential | |
| SU1453420A1 (en) | Apparatus for simulating storage batteries | |
| SU1360454A1 (en) | Analog storage |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041008 |