SU1211687A1 - Differentiator - Google Patents

Differentiator Download PDF

Info

Publication number
SU1211687A1
SU1211687A1 SU843766243A SU3766243A SU1211687A1 SU 1211687 A1 SU1211687 A1 SU 1211687A1 SU 843766243 A SU843766243 A SU 843766243A SU 3766243 A SU3766243 A SU 3766243A SU 1211687 A1 SU1211687 A1 SU 1211687A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
resistor
operational amplifier
input
output
amplifier
Prior art date
Application number
SU843766243A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Федорович Утробин
Виктор Сергеевич Мандыбура
Михаил Егорович Буймов
Original Assignee
Пермское Высшее Военное Командно-Инженерное Краснознаменное Училище Ракетных Войск Им.Маршала Советского Союза В.И.Чуйкова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пермское Высшее Военное Командно-Инженерное Краснознаменное Училище Ракетных Войск Им.Маршала Советского Союза В.И.Чуйкова filed Critical Пермское Высшее Военное Командно-Инженерное Краснознаменное Училище Ракетных Войск Им.Маршала Советского Союза В.И.Чуйкова
Priority to SU843766243A priority Critical patent/SU1211687A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1211687A1 publication Critical patent/SU1211687A1/en

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к техническим средствам коррекции систем автоматического управлени  и может найти широкое применение в системах автоматического управлени  парогенераторами .The invention relates to the technical means of correcting automatic control systems and can be widely used in automatic control systems of steam generators.

Цель изобретени  - повышение т очности устр ой ст ва,The purpose of the invention is to increase the accuracy of the device,

На фиг.1 приведена принципиальна электрическа  схема пр ёдпагаемого устройства; на фиг.2- логарифмические частотные характеристики предлагаемого устройства. .Figure 1 shows the circuit diagram of the driveable device; figure 2 is the logarithmic frequency characteristics of the proposed device. .

Устройство содержит второй операционный усилитель 1, п тый резистор 2, конденсатор 3, четвертый резистор 4, первый операционный усили- тель 5, третий, второй и первый резисторы 6-8.The device contains the second operational amplifier 1, the fifth resistor 2, the capacitor 3, the fourth resistor 4, the first operational amplifier 5, the third, the second and the first resistors 6-8.

На фиг,2 прин ты следующие обозначени : U, U2 входной и выходной сигналы устройства; L(iJj, V(tJ) - амплитудна  и фазова  характеристики устройства; Lf,tiJ) амплитудна  и фазова  характеристик прототипа.In FIG. 2, the following symbols are accepted: U, U2 input and output signals of the device; L (iJj, V (tJ) - amplitude and phase characteristics of the device; Lf, tiJ) amplitude and phase characteristics of the prototype.

Таким образам, дифференцирук цее устройство содержит охваченный глубокой отрицательной обратной св зью через резистор 2 второй операционный , усилитель 1, на вход которого подключена цепь, состо ща  из последовательно соединенных конденсатора 3 и резистора 4, а ; также первый с глубокой отрицательной обратной св зью операционный усилитель 5, в котором эта св зь реализована через резистор 6. При этом выход второго операционного усилител ,  вл ющийс  выходом устройства , через резистор 7 соединен с входом первого операционного усилител  5, на который также подключен резистор 8, обеспечивающий вход устройства в целом, а выход первого операционного усилител  5 соединен с входом второго операционного усилител  1 через цепь, состо щую из последовательно соединенных конденсатора 3 и резистора 4.Thus, the differentiation device contains a second operating amplifier covered by a deep negative feedback through resistor 2, amplifier 1, to the input of which is connected a circuit consisting of a series-connected capacitor 3 and resistor 4, a; also the first deeply negative feedback operational amplifier 5, in which this connection is implemented through a resistor 6. The output of the second operational amplifier, which is the output of the device, is connected via a resistor 7 to the input of the first operational amplifier 5, to which a resistor is also connected 8, which provides input to the device as a whole, and the output of the first operational amplifier 5 is connected to the input of the second operational amplifier 1 through a circuit consisting of a series-connected capacitor 3 and a resistor 4.

Дифференцирующее устройство функционирует следующим образом.Differentiation device operates as follows.

Входной сигнал + U/ подаетс  на резистор 8, который подключен к входу первого операционного усилител  5, охваченного глубокой отрицательной обратной св зью.The input signal + U / is supplied to a resistor 8, which is connected to the input of the first operational amplifier 5, covered by a deep negative feedback.

77

через резистор 6. Выходной сигнал устройства Ut подаетс  на вход первого усилител , образованного операционным усилителем 5 и резисторами 6 и 7 и работающего в режиме инвертора, так как сопротивление 7 на его входе равно сопротивлению глубокой отрицательной обратной св зи 6, которой охвачен первыйthrough the resistor 6. The output signal of the device Ut is fed to the input of the first amplifier formed by the operational amplifier 5 and resistors 6 and 7 and operating in the inverter mode, since the resistance 7 at its input is equal to the resistance of the deep negative feedback 6, which covers the first

операционный усилитель 5.operational amplifier 5.

Сигнал (и,, + Ui) с выхода усилител , образованного первым операционным усилителем 5 и резисторами 6 и 7, подаетс  на вход вто-The signal (and ,, + Ui) from the output of the amplifier formed by the first operational amplifier 5 and the resistors 6 and 7 is fed to the input of the second

рого операхцюнного усилител  1 через цепь, состо щую из последовательно соединенных конденсаторов 3 и резистора 4. Во втором усилителе, образованном операционным усилителем 1, резисторами 2 и 4 и конденсатором 3, выполн етс  операци , котора  может быть описана соотношениемThe opto-amplifier 1 is connected through a circuit consisting of series-connected capacitors 3 and a resistor 4. In the second amplifier, formed by the operational amplifier 1, resistors 2 and 4, and capacitor 3, an operation is performed that can be described by

- .Rj. .1- Ср- .rj. .1- Wed

-1- R.-1- R.

-(и, + uj- (and, + uj

Rt СРRt CP

(Ui - иг), 1+ RiCp(Ui - iG), 1+ RiCp

откуда получаем формулу UaКwhere we get the formula UaK

- - - - - - - 31 м - 1.-.- - - - - - - 31 m - 1.-.

(1)(one)

Ui + Uz 1 + Тр где R, и .R-2 - сопротивление чет-Ui + Uz 1 + Tr where R, and .R-2 - even resistance

вертого и п того резисторов 4 и 2; С - емкость конденсатора 3.the correct and nth resistors 4 and 2; C - capacitor capacitance 3.

Тогда из выражени  (1) можно получить зависимостьThen from the expression (1) can be obtained dependence

(1 + Tp)Uj Кр (и, + иг) или после группировки подобных членов,(1 + Tp) Uj Cr (and, + i) or after grouping like members,

(1 - Тр - Кр)иг KpU,. (2)(1 - Tr - Kr) u KpU ,. (2)

Выражение (2) дает возможность записать передаточную функцию предлагаемого дифференцирующего устройства в видеThe expression (2) makes it possible to write the transfer function of the proposed differentiating device in the form

W(P) --- - ---Р(1)W (P) --- - --- P (1)

и, LU (T-k)p.  and, LU (T-k) p.

т.е. показать, что при функционировании действительно идет процесс дифференцировани  входного сиг- нала U. Однако в отличие от прото-. типа, передаточна .функци  которогоthose. show that during the operation the process of differentiation of the input signal U really goes. However, unlike the proto-. the type whose transfer function

ы (р) .К.Р..s (p) .K.R ..

1+Тр(4) 1 + Tr (4)

здесь согласно выражению,(З) чисто теоретически можно добитьс  полной компенсации инерционности дифференцирующего устройства, оцениваемой посто нной времени Т, если положитьhere, according to the expression (3), it is theoretically possible to achieve complete compensation of the inertia of the differentiating device, estimated by the constant time T, if we take

Т К откуда,T to where

W(P) Кр,(5)W (P) Cr, (5)

т.е. получаетс  зависимость вида Uj - KpUithose. the dependency is of the form Uj - KpUi

dU,.dU

Ui КUi K

dtdt

(6)(6)

котора  характеризует оптимальное дифференцирование входного сигнала U|. С практической точки зрени  добитьс  равенства можно только с определенной точностью. Поэтому выражение (3) запишем следующим образом:which characterizes the optimal differentiation of the input signal U |. From a practical point of view, equality can be achieved only with a certain accuracy. Therefore, the expression (3) we write as follows:

.Уз .Kf...(7).Kuz .Kf ... (7)

W{p)W {p)

Ui 1 +1$Ui 1 + 1 $

где нова  посто нна  времени может быть сделана сколь угодно меньше прототипной, т.е.where the new time constant can be made arbitrarily less than the prototype one, i.e.

«"

(8)(eight)

что и представл етс  как эффект компенсации инерционности дифферен- цирукщего устройства.This is presented as the effect of compensating the inertia of the differentiator.

За базовый объект прин то устройство по источнику (1). Это устрой10For the base object, the device is taken by source (1). This device10

1515

116874116874

ство обладает передаточной функцией ,видаthe property has a transfer function

V(j(P) Кр,V (j (p) cr,

т.е. выходной сигнап строго пропор- 5 ционален произвольной от входного в каждый момент времени (см. 5 и 6), что означает достижение оптимального процесса дифференцировани . Однако такое базовое устройство, облада  бесконечной полосой пропускани , имеет низкую собственную помехозащищенность , склонно к самовозбуждению , что и превноситс  зачастую в систему автоматического управлени .those. the output signal is strictly proportional to the arbitrary from the input at each time point (see 5 and 6), which means the achievement of the optimal differentiation process. However, such a basic device, having an infinite bandwidth, has low intrinsic noise immunity, is prone to self-excitation, which is often brought into the automatic control system.

Эффективность предлагаемого ди ференцирующего устройства можно показать по лагорифмическим частотным характеристикам амплитудной L-(u)) и фазовой Af(ij) , приведенных на фиг,2. Здесь дл  сравнени  приведены такие же характеристики дл  прототипа LhW) и y(J). Например, типовым прототипом  вл етс  такой, у которого К Т 0,1 С. Тогда у предла25 гаемого дифференцирующего устройстваThe efficiency of the proposed differentiating device can be shown by the lag-frequency frequency characteristics of the amplitude L- (u)) and phase Af (ij) shown in FIG. 2. Here, for comparison, the same characteristics are given for prototype LhW) and y (J). For example, a typical prototype is one in which K T is 0.1 C. Then, for the proposed differentiating device

сопр гающа  частота (Т-К) легко «может быть сдвинута в высокочастотную область, если обеспечить Т 0,102 с, К 0,101 с. Такие пара30 метры устройства обеспечивают 1ч оцвсс дифференцировани  в частотном диапазоне 4-х декад, что в сто раз выше, чем у прототипа.The mating frequency (T-K) can easily be shifted to the high-frequency region, provided T ,10 0.102 s, K 0.101 s. Such parameters of the device provide 1 hour of differentiation in the frequency range of 4 decades, which is a hundred times higher than that of the prototype.

2020

«rrrrrrz:  "Rrrrrrz:

.g

(г-«;(g- ";

-I-I

Claims (1)

ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый и второй резистора, соединенные первыми выводами с первым выводом третьего резистора’ и с входом первого операционного усилителяj соединенного выходом с вторым выводом третьего резистора и с первой обкладкой конденсатора, подключенного второй обкладкой через четвертый резистор к первому выводу пятого резистора и к входу второго операционного усилителя, соединенного выходом с вторым выводом пятого резистора, отличающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона устройства, в нем выход второго операционного усилителя соединен с вторым выводом второго резистора.A DIFFERENTIATING DEVICE containing the first and second resistors connected by the first terminals to the first terminal of the third resistor 'and to the input of the first operational amplifier j connected by the output to the second terminal of the third resistor and to the first capacitor plate connected by the second plate through the fourth resistor to the first terminal of the fifth resistor and to the input of the second operational amplifier connected by the output to the second output of the fifth resistor, characterized in that, in order to expand the frequency range of the device, not output of the second operational amplifier is connected to a second terminal of the second resistor. 12)168712) 1687
SU843766243A 1984-07-03 1984-07-03 Differentiator SU1211687A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843766243A SU1211687A1 (en) 1984-07-03 1984-07-03 Differentiator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843766243A SU1211687A1 (en) 1984-07-03 1984-07-03 Differentiator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1211687A1 true SU1211687A1 (en) 1986-02-15

Family

ID=21128903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843766243A SU1211687A1 (en) 1984-07-03 1984-07-03 Differentiator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1211687A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Бесекерский В.А. и Попов Е.П. Теори систем автоматического регулировани . М.: Наука, 1972, с. 88, рис, 4.24а; а. Там же, с. 192, табл. 7 и 3, № 5. Там же, с. 195, рис. 7.10 б. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5903187A (en) Monolithically integrable frequency demodulator device
GB2189956A (en) Isolation amplifier
US5200716A (en) Cut-off frequency automatic adjusting filter
US2188611A (en) Impulse generator
US3278770A (en) Extremal-centering method and system
JPS6455909A (en) Ladder type current waveform generating circuit with matched rising and dropping time
US3214708A (en) Frequency-type telemeter transmitter
US4156823A (en) Method for damping an ultrasonic transducer
SU1211687A1 (en) Differentiator
GB2041679A (en) Circuit arrangement for generating a frequency dependent signal
US4117411A (en) Isolation circuit with duty cycle feedback
US4523109A (en) Differential amplifier filter circuit having equal RC products in the feedback and output loops
US3148335A (en) Gated demodulator apparatus
US6445219B1 (en) Method and circuit configuration for converting a frequency signal to a DC voltage
US4495460A (en) Resettable feedback sensor
US3162773A (en) Transistorized linear alternating current servo compensator and quadrature rejector
SU1465938A1 (en) Multivibrator
SU578065A1 (en) Ultrasonic surgery apparatus
CA1173516A (en) Sine wave to triangel wave convertor
SU1385243A1 (en) Power amplifier detector
SU1417163A1 (en) Sine oscillation generator
US3419812A (en) Bandpass amplifier
RU2038690C1 (en) Sine-to-square waveform signal converter
SU758497A1 (en) Variable amplitude pulse shaper
SU642853A1 (en) Generator of radio pulses with frequency-modulated carrier frequency