SU1037279A1 - Дифференцирующее устройство - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автоматикв и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического регулировани .

Известно дифференцирующее устройство , содержащее широтно-импульсный модул тор, подключенный входом к входу устройства, а выходс  - к входу триггера и первым входам первого и второго элементов И, соединенных . вторыми входами с выходом генератора опорной частоты, а выходами --со счетными входами первого и второго счетчиков соответственно, разр дные выходы которых подключены к информацибнным входам блока сравне.ни  кодов подключенного управл к цим входом к первому, выходу формировател , второй выход которого подключен к входам обнулени  счетчиков, а вход - к третьему входу второго, элемента И и к первому выходу триггера, соединенного вторым выходом, с третьим входом перво.го элемента И 1).

Недос.таткомЭТОГО устройства  вл ётс  недостаточна  динамическа 

точность. Это св зано с тем, что такт измерени  и .выдачи результата равен двум периодам широтно-импульС ной модул ции входного сигнала. Кроме того, в данном устройстве определ ётс  только знак производной, а абсолютна  величина не измер емс .

Наиболее близким по технической сущности к описываемому  вл етс  дифференцирующее устройство, в котором производна  определ етс  сравнением длительностей соседних импульсов, полученных при широтно-импульсной МО дул ции входного сигнала. Известное устройство содержит входной широтноимпульсный модул тор, подключенные к нему триггер и два элемента И,блок пам ти, информационный вход которого соединен с выходом одного элемента Vt, управл ющий вход через формирователь - с выходом другого элемента И, выход последнего и выход блока пам ти соединены с соответствующими входами двух элементов ЗАПРЕТ 2.

Недостаток известного устройства заключаетс  в. том, что на получение очередного значени  производной требуетс  два такта модул ции. Указанно запаздывание снижает динамическую точность дифференцировани .

Цель изобретени  - повышение динамической точности..

Цель достигаетс  тем, что дифференцирующее устройство, содержащее щиротно-импульсный модул тор, вход которого  вл етс  входом устройства, а выход.соединен с входом триггера и с первыми входами первого и второго элементов Н, причем единичный выход триггера соединен с вторым входом первого элемента И, а нулевойвыход триггера - с вторым входом второго

элемента И, формирователь импульсов, первый блок пам ти, информационный вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход - с -пр MpJM входом первого элемента ЗАПРЕТ и с инверсным входом второго элемента ЗАПРЕТ, выход первого элемента И, соединен с инверсным входом первого элемента ЗАПРЕТ и с пр мым входом второго элемента ЗАПРЕТ, содержит второй блок пам ти, третий, четверты и п тый элементы И, третий и четвертый элементы ЗАПРЕТ, D-триггер и дв элемента ИЛИ, причем выход широтно . импульсного модул тора соединен .с входом формировател  импульсов и с тактовым входом .D-триггера;, устан.овочный .вход которого соединен с шино потенциала логической единицы, выход формировател  импульсов соедицен с первьоми входами третьего и четверто го элементов И, вторые входы которых соединень соответственно с единичным .и с. нулевым выход-ами триггера, выход третьего элемента И соединен с управл ющим входом первого блока пам ти, выход четвертого элемента И -. р управл ющим входом второго блока.пам ти , информационный вход которого подключен к выходу первого элемента И,, а -выход -.к пр мому входу третьего элемента ЗАПРЕТ, и к инверсному входу четвертого элемента ЗАПРЕТ, выходы В.ТОРОГО элемента И и D -триггер соедине.ны с соотвехствунвдими входами ,п того элемента И, выход которого со .единен с инверсным входом третьего и с входом четвертого элементов ЗАПРЕТ, выходы первого и третьего элементов ЗАПРЕТ соединены с соответствующими входаг-1И первого элемента ИЛИ, авыходы второго и четвертого элементов ЗАПРЕТ - с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выходы элементов ИЛИ  вл ютс  выходами устройства. . .

На чертеже показано устройство.

Устройство содержит широтно-импульсный модул тор 1, триггер 2, элементы И 3-7, формирователь 8 импульсов , блоки 9 и 10 пам ти, Т) -триггер 11, элементы ЗАПРЕТ 12-3:5, элементы ИЛИ 16 и 17.

Блоки 9 и 10 пам ти могут быть выполнены по известной схеме З.

Устройство работает следующим образом .

В исходном положении триггеры 2, 11 и блоки 9 и 10 пам ти установлены в нулевое состо ние (входы установки нул  условно не показаны). v Входной аналоговый сигнал подаетс  на вход широтно-импульсного модул тора 1, генерирующего иютульсы пр моугольной формы, длительность которых соответствует текущим значени м входного сигнала, формирователь, 8 по переднеь1у фронту каждого широтно-1 одулировэнного импульса формирует короткий импульс. Нулевое состо ние триггера 2 разрешает прохождение через элемент ,И 3 первого и последующих нечетных широтно-модулйрованных импульоэв на информационный вход бло ка 9 пам ти, коТ-оромпоочередно запоминаютс  и хран тс  их длительности .;До приходд очередного четного импульса. . Кроме того, нулевое сьсто ние триггера 2 разрешает прохождение через элемент И б с выхода формировател  8, на управл ющий вход блока 10 пам ти короткого импульса, по которому происходит считывание информации , .с блока 10 пам ти. Задним фронтом первого и последующих нечетных широтно-модулированных импульсов триггер 2 перёбрасыва .етс  в единичноесосто ние, разретда ющее прохождениечерез элемент И 4 второго и последующих четных широтно модулиррванных импульсов на информационный ВХОД блр;ка 10. пам ти,, на пр  мой вход элемента ЗАПРЕТ 13 и на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 12. Кроме того, единичное состо ние триг гера 2 разрешает прохождение через элемент И 5 с выхода формировател  8 на управл ющий вход блока 9 пам ти короткого импульса, .по которому происходит.считывание информации с блока 9 пам ти. . . . Нулевое состо ние D -триггера 1 запрещает прохождений первого широтно-модулированного импульса через элемент И 7 на входы элементов ЗАПРЕТ 14 и 15, что исключает пр вле ние ложной информации на выходе, устройства по первому широтно-модулйрованному импульсу. Задним фронтом пер вого широтно-модулированного импульса D -триггер 11 перебрасываетс  в единичное состо ние, разрешающее . прохождение через элемент И 7 третье го и последующих нечетных ширютно-мо дулированных импульсов с выхода элемента И 3 на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 14 и пр мой вход элемента ЗАПРЕТ 15. По переднему фронту йторого широт но-модулированного импульса формирователь 8 вырабатывает короткий импульс , по которому происходит считывание информации с блока 9 пам ти. Импульс с блока 9 пам ти,, длительность которого равна длительности первого широтно-модулированного импульса , и второй широтно-модулирован ный импульс одновременно поступают на входы элементов ЗАПРЕТ 12 и 13. Если длительность второго широтно модулированного импульса больше длительности импульса, считанного с блока 9 пагл ти, то на выходе элемента ЗАПРЕТ 13 и, соответственно, на выходе элемента ИЛИ 17 по витс  импульс , свидетельствующий о положительном знаке производной , длительность которого пропорциональна величине первой производной входного аналогового сигнала. Если длительность второго широтно-импульсного импульса меньше-длительности импульса с бЛ1.:ка 5 пам ти, то на выходе элемента ЗАПРЕТ 12 и, соответственно, на выхсуде элемента ИЛИ 16 по витс  импульс, . свидетельствующий об отрицательном знаке производной, его .длительность тоже пропорциональна величине, произродной входного сигнала. При равенстве длительностей-первого и второго ииротно-модулированных импульсов, импульсы на выходах элементов ИЛИ 16 и 17 отсутствуют, что свидетельствует о нулевом значении производной входного аналогового сигнала. Задним фронтом второго широтно- модулированного импульса триггер 2 перебрасываетс  в нулевое состо ние, поэтому третий широтно-модулированный импульс проходит через элемент ИЗ на информационный-вход блока 9 пам ти , где он запоминаетс  и хранитс  до прихода четвертого широтно-мсдулированного импульса. С выхода элемента -И 3 через элемент И 7 шаротно-модулированный импульс подаетд  на.инверсный вход -элемента ЗАПРЕТ 14 и пр мой вход элемента ЗАПРЕТ IsTi. Одновременно с этим импульсом на ; и инверсный .вход элемента ЗАПРЕТ 15 подаетс  считанный с блока 10 пам ти импульс, длительность которого равна длительности второго широтно-модулированного импульса.. Если длительность третьего широтно -модулирован ното импульса больше длительности импульса, считанного с блока 10 пам ти, то на выходе элемента ЗАПРЕТ 15 и, соответственно, на выходе элемента ИЛИ 17 по витс  импульс, свидетельствующий о положительном знаке производной, длитель-; ность которого пропорциональна вели чине первой производной входного аналогового сигнала. Если длительность третьего широтно-модулированJHoro импульса меньше длительности импульса, считанного с блока 10 пам ти , то на выходе элемента ЗАПРЕТ 14 и, соответственно, на вых.6де элемента ИЛИ 16 по витс  импульс, свидетельствующий об отрицательном знаке производной, длительность которого пропорциональна величи не первой производной входного аналогового, сигнала . При равенстве длительностей второго и третьего широтно модулированных импульсов импульс л на выходах элементов ИЛИ 16 и 17 отсутствуют, что свидетельствует о нулевом значении производной.

По кажлому nocjiejjyiorneMy широтномодулированноАЧ импульсу процесс повтор етс  ,

Сйкращение времени измерени  и ЕЫдачи результата с двух периодов ivto-

Яул ции до одного к повышение, вследствие этого, динамической точности дифференцировани , определ ет технико-экономический эффект от использо-, вани  изобретени . /

Claims (1)

1. (5 7) ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТЙсГ, содержащее широтно-импульсный модулятор, вход которого является входом устройства, а выход соединен с входом триггера и с первыми входами первого и второго элементов И, причем единичный выход триггера соединен с вторым входом первого элемента И, а нулевой выход триггера - с вторым входом второго элемента И, формирователь импульсов, первый блок памяти, информационный вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход -· ' с прямым входом первого элемента ЗАПРЕТ и с инверсным входом второго элемента ЗАПРЕТ,.выход первого элемента И соединен с инверсным входом первого элемента ЗАПРЕТ и с прямым входом второго элемента ЗАПРЕТ, от.личающееся тем, что, с целью повышения динамической точности, устройство содержит второй блок памяти , третий, четвертый и пятый элементы И, третий и четвертый элементы ЗАПРЕТ, В -триггер и два элемента.ИЛИ, причем выход широтно-импульсного модулятора соединен с входом, формирователя импульсов и с тактовым входом D-триггера, установочный вход которого соединен с шиной потенциала логической единицы, выход формирователя импульсов соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с единичным и с нулевым выходами триггера, выход третьего элемента И соединен с управляющим входом первого блока памяти, выход четвертого элемента И - с управляю- § щим входом второго блока памяти, информационный вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход - к прямому входу третьего элемента ЗАПРЕТ и к инверсному входу четвертого элемента ЗАПРЕТ, выходы второго элемента И и D -триггера сое·, динены с соответствующими входами пятого элемента И, выход которого соединен с инверсным входом третьего и с прямым входом четвертого элементов ЗАПРЕТ, выходы первого и третьего элементов ЗАПРЕТ соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, а выходы второго и четвертого элементов ЗАПРЕТ - с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выходы элементов ИЛИ являются выходами устройства.

   SU ,...1037279 >

   элемента И, формирователь импульсов, первый блок памяти, информационный вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход -· с прямым входом первого элемента ЗАПРЕТ и с инверсным входом второго элемента ЗАПРЕТ, выход первого элемента И, соединен ’с инверсным входом первого элемента ЗАПРЕТ и с прямым' входом второго элемента ЗАПРЕТ, содержит

   I второй блок памяти, третий, четвертый и пятый элементы И, третий и четвертый элементы ЗАПРЕТ, D-триггер и два элемента ИЛИ, причем выход широтно.импульсного модулятора соединен с