SU1728870A1 - Дифференцирующее устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике. Цель изобретени  - упрощение устройства - достигаетс  за счет формировани  двух широтно-импульсных последовательностей и выделени  на выходе блока 8 вычитани  разности длительности импульсов, котора  образуетс  при возрастании или убывании входного сигнала . 2 ил.

Description

Фиг.1

X ГО 00 00

VI о

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в системах измерени  и автоматического регулировани .

Известны многочисленные системы измерени  производных физических величин. Все эти системы помехонеустойчивы и не позвол ют измерить скорость изменени  сигнала без искажени , особенно медленно измен емой величины.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  дифференцирующее устройство, содержащее распределитель импульсов, первый и второй элементы ЗАПРЕТ, первый , второй и третий элементы И, элемент ИЛИ, генератор пилообразного напр жени , блок сравнени , первый и второй элементы задержки, первый и второй RS-триггеры, первый и второй демодул торы и блок вычитани , причем выход первого элемента И соединен с инверсным входом первого элемента ЗАПРЕТ, выход генератора пилообразного напр жени  соединён с первым входом блока сравнени , второй вход которого  вл етс  входом устройства, а выход блока сравнени  соединен с входом распределител  импульсов, первый и второй выходы которого подключены соответственно через первый и второй элементы задержки к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к пр мому входу первого элемента ЗАПРЕТ и к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом блока сравнени  и с пр мым входом второго элемента ЗАПРЕТ, инверсный вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход первого элемента ЗАПРЕТ подключен к первому входу второго элемента И и к R-входу второго RS-триггера, выход второго элемента ЗАПРЕТ соединен с первым входом третьего элемента И и с R-входом первого RS-триггера, инверсный выход которого соединен со вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен к S-входу второго RS-триггера, инверсный выход которого соединен со вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к S-входу первого RS-триггера, пр мые выходы первого и второго RS-триггера соответственно через первый и второй демодул торы соединены с первым и вторым входами блока вычитани , выход которого  вл етс  выходом устройства.

Недостатком  вл етс  то, что устройство включает в себ  большое число элементов с соответствующими св з ми и, следовательно, имеет недостаточно высокую надежность.

Цель изобретени  - упрощение устройства .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном дифференцирующем устройстве , содержащем блок сравнени , первый вход которого  вл етс  входом устройства, второй вход соединен с выходом генератора пилообразного напр жени , а выход через распределитель импульсов соединен с вхо0 дами соответственно первого и второго элементов задержки, два триггера, демодул тор и блок вычитани , нулевой и единичный входы первого триггера соединены соответственно с входом и выходом первого

5 элемента задержки, нулевой и единичный выходы второго триггера соединены соответственно с выходом и входом второго элемента задержки, пр мые выходы первого и второго триггеров соединены с соответству0 ющими входами блока вычитани , выход которого через демодул тор соединен с выходом устройства.

На фиг.1 представлена схема дифференцирующего устройства; на фиг.2 - вре5 менна  диаграмма его работы.

Устройство содержит генератор 1 пилообразного напр жени , блок 2 сравнени  (компаратор), распределитель 3 импульсов, первый 4 и второй 5 элементы задержки,

0 первый 6 и второй 7 RS-триггеры, блок 8 вычитани  и демодул тор 9.

На временной диаграмме работы дифференцирующего устройства (фиг.2) при входном сигнале UBX представлены графики

5 изменени  выходных сигналов во времени на выходе следующих элементов:

1.Игпн - генератора пилообразного напр жени ;

2.Ик - блока сравнени  (компаратора); 0 3. Ипвых1 - первого выхода распределител  импульсов;

4.Им- первого элемента задержки;

5.ИПвых2 - второго выхода распределител  импульсов;

5 6. Им- второго элемента задержки;

7.Итр1 - первого RS-триггера;

8.Итр2 второго RS-триггера;

9.И.Ј- блока вычитани ;

10.Идм - демодул тора.

0 Высокий уровень положительного сигнала принимаетс  за Лог, 1, а низкий уровень-за Лог. О.

Устройство работает следующим образом .

5 В исходном состо нии, когда на входе устройства сигнал имеет неизменную величину , например равен нулю, напр жение на втором входе блока 2 сравнени  равно нулю , а на его первый вход подаетс  напр же- ние пилообразной формы с генератора 1. В

момент равенства напр жений, когда на обоих входах блока 2 сравнени  сигналы будут равны между собой, на его выходе по витс  импульсный сигнал, который подаетс  на распределитель 3 импульсов, с выходов которого импульсы поочередно подаютс  на элементы 4 и 5 задержки, на вход R первого RS-триггера и на вход S второго RS-триггера. С учетом того, что врем  задержки элементов 4 и 5 задержки, равно периоду Т генератора пилообразного напр жени , на их выходах импульсы сдвинуты на один такт (период). Таким образом, на входы S RS-триггеров б и 7 сигналы подаютс  одновременно, переворачива  их, после чего на их входы R импульсы также подаютс  одновременно, переворачива  их в исходное состо ние. С выходов RS-триггеров на входы блока вычитани  сигналы поступают одновременно и одинаковой длительности, в результате чего на входе демодул тора и выходе устройства сигнал равен нулю.

В таком же состо нии элементы устройства наход тс  и при любом другом (отличном от нул ) значении неизмен емого во времени входного сигнала.

При изменении величины входного сигнала Ивх, например при его увеличении, напр жение на втором входе блока 2 сравнени  отлично от нул  и на его выходе сигналы по вл ютс  не при нулевом значении пилообразного напр жени , а при значении , равном величине входного напр жени , что вызовет увеличение промежутков времени между входными импульсами блока 2, Эти изменени  времени относительно периода пилообразного напр жени , характеризу  первую производную входного сигнала, привод т к задержке выходного сигнала блока 2 сравнени  относительно сигналов, поступающих с элементов 4 и 5 задержки.

В результате несовпадени  сигналов, поступающих на входы S первого и второго RS-триггеров и на их входы R, длительность импульса на выходе первого RS-триггера будет равна Т + г , а на выходе второго RS-триггера будет равна Т. В итоге на выходе блока 8 вычитани  по витс  один или два импульса суммарной длительности г.

Дискретный сигнал с блока вычитани  поступает на демодул тор 9, где он преобразуетс  в аналоговую величину, пропорциональную скорости изменени  сигнала на

входе в устройство, и этот сигнал поступает на выход устройства.

В случае изменени  входного сигнала в сторону меньше, устройство работает также , но учитыва , что в этом случае импульсные сигналы с блока 2 сравнени  поступают с промежутком времени меньше периода пилообразного напр жени , длительность импульсов первого RS-триггера будет равна

Т - т, т.е. меньше длительности импульсов второго RS-триггера равной Т. При этом на выходе блока 8 вычитани  по витс  один или два импульса суммарной длительностью г , но отрицательной пол рности, и

соответственно на выходе демодул тора 9 по витс  отрицательна  аналогова  величина , характеризующа  скорость уменьшени  сигнала на входе в устройство.

Таким образом, в отличие от прототипа

уменьшение количества используемых элементов и новых св зей между ними упрощает дифференцирующее устройство и, следовательно, повышает надежность его работы.

Использование предлагаемого технического решени  дл  измерени  скорости изменени  сигнала, характеризующего медленно измен ющуюс  физическую величину , обеспечивает повышение надежности

автоматического регулировани  различных технологических параметров и, тем самым , позвол ет вести процессы более качественно.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Дифференцирующее устройство, содержащее блок сравнени , первый вход которого  вл етс  входом устройства, второй вход соединен с выходов генератора пилообразного напр жени , а выход через распределитель импульсов соединен с входами соответственно первого и второго элементов задержки, два триггера, демодул тор и блок вычитани , отличающеес  тем,

   что, с целью упрощени , нулевой и единичный входы первого триггера соединены соответственно с входом и выходом первого элемента задержки, нулевой и единичный выходы второго триггера соединены соответственно с выходом и входом второго элемента задержки, пр мые выходы первого и второго триггеров соединены с соответствующими входами блока вычитани , выход которого через Демодул тор соединен с

   выходом устройства.