SU928371A1 - Analogue integrating computer - Google Patents
Analogue integrating computer Download PDFInfo
- Publication number
- SU928371A1 SU928371A1 SU802976999A SU2976999A SU928371A1 SU 928371 A1 SU928371 A1 SU 928371A1 SU 802976999 A SU802976999 A SU 802976999A SU 2976999 A SU2976999 A SU 2976999A SU 928371 A1 SU928371 A1 SU 928371A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- integrator
- output
- inverting input
- input
- calculator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Description
(54) АНАЛОГОВЫЙ ИНТЕГРИРУЮЩИЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬ(54) ANALOG INTEGRATING COMPUTER
1one
Изобретение относитс к вычислительной технике и системам автоматики и может быть использовано в преобразовател х интегральных параметров сигнала и спектроанализаторах.The invention relates to computing technology and automation systems and can be used in converters of integral parameters of a signal and spectrum analyzers.
Известен фильтр нижних частот, содержащий сигнальный и итоговый интеграторы и ключи, который реализует в зависимости от выбора программы работы ключей фильтрацию нижних частот с кусочно-номинальными окнами, или весовыми функци ми Дирихле (пр моугольное окно), Бартлетта (треугольное окно), параболической и другими 1 .A low-pass filter is known, which contains signal and final integrators and keys, which, depending on the choice of the key program, implements low-pass filtering with piecewise nominal windows, or Dirichlet weighting functions (rectangular window), Bartlett (triangular window), parabolic and other 1.
Известен также аналоговый интегри .рующий вычислитель, содержащий интегрирующие усилители и ключи, реализук щий весовую функцию Блэкмана 2 .Also known is an analog integrating calculator that contains integrating amplifiers and switches that implements the Blackman weighting function 2.
Недостатки известных устройств заключаютс в том, что они реализуют неоптимальные весовые функции, проигрывающие оптимальному окну Папулиса.The disadvantages of the known devices are that they implement non-optimal weight functions that lose to the optimal Papoulis window.
. Наиболее близким к предлагаемому гюл етс вычислитель, содержащий по-. Closest to the proposed calculator is a calculator containing
следовательно соединенные сигнальные интегрирующие усилители, подключенные через первый ключ к первому входу выч. ходкого интегрирующего усилител , второй вход которого через первый масшта&ный блок и второй ключ соединен со входом вычислител , подключенным через второй масштабный блок к первому входу первого сигнального интегрирук щего усилител , а также инвертирукнций hence the connected signal integrating amplifiers connected via the first key to the first input of the calc. a running integrated amplifier, the second input of which through the first scale & ny block and the second key is connected to the input of the calculator connected via the second scale block to the first input of the first signal integrating amplifier, as well as inverting
10 усилитель, вход которого через третий масштабный блок подключен к выходу второго сигнального интегрирующего усилител , а выход х:в зан со вторым входом первого интегрирующего усилител ГЗ . 10 amplifier, whose input through the third scale unit is connected to the output of the second signal integrating amplifier, and output x: is connected with the second input of the first integrating amplifier GZ.
15 Недостатком этого вычислител вл етс невысока точность работы в услови5ис действи сосредоточенных по спектру низкочастотный помех.15 The disadvantage of this calculator is the low accuracy of operation under the condition of the low-frequency interference concentrated on the spectrum.
2020
Цель изобретени - повышение точности интегрировани при действии сосредоточенных по спектру низкочастотных помех., Указанна цель достигаетс тем, что аналоговый интегрирующий вычислитель, содержащий последовательно соединенны первый и второй интеграторы и первый ключ, причем выход второго интегратора соединен с инвертирующим входом первого интегратора и через первый клю с неинвертирующим входом третьего интегратора , неинвертируюший вход первого интегратора 5тл етс входом аналогового интегрирующего вычислител , содержит, второй ключ и четвертый интегратор , подключенный к выходу третье го интегратора, первый инвертирующий вход которого, соединен с выходом четвертого интегратора, вл5пощимс выходом аналогового интегрирующего вычислител , второй инвертирующий вход третьего интегратора через второй ключ подключен к выходу второго интегратора На чертеже представлена функциональ на схема аналогового интегрирующего вычислител . Вычислитель содержит первый Интегратор 1, второй интегратор 2, третий интегратор 3, четвертый интегратор 4, первый ключ 5, второй ключ 6. Интеграторы 1 и 2 соединены последовательно , выход интегратора 2 соединен с входом интегратора 1 и через ключ 5 - с первым входом интегратора 3, а через ключ 6 - с вторым входом интегратора 3. Выход интегратора 3 соединен с входом интегратора 4, выход которого св зан с третьем входом интегратора 3 и вл етс выходом устройства . Предлагаемый аналоговый интегрирую щий вычислитель реализует окно Папулис Wptt)r. WJi)|- s-inctt-aico5cit nPHOitiт оД «, л . с|г . , ,- .,1 11 )sitial4Ji-at)cosqt npM i., инйче о где q - коэффициент передачи любого интегратора по любому входу. Работу вычислител в двух интервалах рассмотрим раздельно. . В течение первого интервала |о, замкнут ключ 6, ключ 5 разомкнут. На втором интервале замкнут ключ 5, ключ 6 разомкнут. При нулевых начальных услови х выражение передаточной .функции двух последовательно включенных интеграторов 1 и 2 или 3 и 4 с обратной св зью (кольца), как дл линейной системы , имеет вид HCs) где д - оператор одностороннего преобразовани Лапласа. 1. Интервал О; |-. Передаточна функци определ етс как произведение передаточных функций двух колец из интеграторов 1-2 и 3-4 при замкнутом ключе 6 ,(s)(.i) Импульсна переходна функци b(t))};-|-(Sindt-oitc05clt; Определим выходную величину дл четвертого по схеме (фиг. 1) интегратора на конце интервала t 2 (t).j(t-)()a-sr ii (()co5au.aCL)di; о Дополнительно найдем выходную величину дл первого интегратора на конце интервала . Она будет необходима дл учета ненулевых начальных условий во втором интервале. Выражение дл передаточной функции участка кольца до выхода перВого интегратора через передаточные функции кольца и второго интегратора 0 t3S )rH(S)/H(.S) Соответствующа ИПФ равна (fc):qcosott Теперь окончательно получим dCoec(-t-t)(C) c«ooedC-(Cldt о .о 2. Интервал -о- - Проведем исследование методом суперпозиции. Часть 1 результата создаётс ненулевыми начальными услови ми без учета входного сигнала , часть 2 создаетс сигналом при нулевых начальных услови х. Ч а ь 1. Учтем, что длина интервала- -1- равна половине периода свободных колебаний каждого из колец. Начальное условие 2 J/d на четвертом интеграторе вызывает косинусоидальный процесс на выходе и через полпериодаThe purpose of the invention is to improve the accuracy of integration under the action of low-frequency interference concentrated on the spectrum. This goal is achieved by having an analog integrating calculator containing the first and second integrators and the first key connected in series, the output of the second integrator being connected to the inverting input of the first integrator and through the first key with a non-inverting input of the third integrator, the non-inverting input of the first integrator 5 is input of the analog integrating calculator, contains, the swarm key and the fourth integrator connected to the output of the third integrator, the first inverting input of which is connected to the output of the fourth integrator, is provided by the output of the analog integrating calculator, the second inverting input of the third integrator is connected via the second switch to the output of the second integrator integrating calculator. The transmitter contains the first Integrator 1, the second integrator 2, the third integrator 3, the fourth integrator 4, the first key 5, the second key 6. The integrators 1 and 2 are connected in series, the output of the integrator 2 is connected to the input of the integrator 1 and through the key 5 to the first integrator input 3, and via switch 6, to the second input of the integrator 3. The output of the integrator 3 is connected to the input of the integrator 4, the output of which is connected to the third input of the integrator 3 and is the output of the device. The proposed analog integrating calculator implements the Papulis window (Wptt) r. WJi) | - s-inctt-aico5cit nPHOitiit OD, l. c | g. ,, -., 1 11) sitial4Ji-at) cosqt npM i., Where in what q is the transfer coefficient of any integrator over any input. The work of the calculator in two intervals will be considered separately. . During the first interval | o, the key 6 is closed, the key 5 is open. In the second interval, key 5 is closed, key 6 is open. Under zero initial conditions, the expression for the transfer function of two series-connected integrators 1 and 2 or 3 and 4 with feedback (rings), as for a linear system, is HCs) where d is the one-sided Laplace transform operator. 1. Interval About; | -. The transfer function is defined as the product of the transfer functions of the two rings from the integrators 1-2 and 3-4 with the key closed 6, (s) (. I) The pulse transition function b (t))}; - | - (Sindt-oitc05clt; the output value for the fourth according to the scheme (Fig. 1) of the integrator at the end of the interval t 2 (t) .j (t -) () a-sr ii (() co5au.aCL) di; o Additionally, we find the output value for the first integrator on end of interval. It will be necessary to take into account non-zero initial conditions in the second interval. The expression for the transfer function of the ring section before the output of the first integrator Through the transfer functions of the ring and the second integrator 0 t3S) rH (S) / H (.S) The corresponding IFR is (fc): qcosott Now we finally get dCoec (-tt) (C) c «ooedC- (Cldt о. 2). interval -o- - carry out research by superposition result part 1 sozdaots nonzero initial conditions excluding the input part 2 is generated a signal with zero initial conditions H and L 1. Consider that intervala- -1- length equal to half the period.. free vibrations of each of the rings. The initial condition 2 J / d on the fourth integrator causes a cosine-shaped process at the output and after half a period
произойдет смена знака при том же мо- дуле, т. е.there will be a change of sign with the same module, i.e.
I dI d
OJi --1Л - Itsincir4(jr.ait)cosair t)dT(г) а оOJi - 1L - Itsincir4 (jr.ait) cosair t) dT (g) a o
Начальное условие на третьем интеграторе вызывает синусоидальный процесс на выходе и его вклад, измеренный по истечении полупериода, будет равен нулю.The initial condition on the third integrator causes a sinusoidal process at the output and its contribution, measured after a half-period, will be zero.
Ненулевое начальное условие А на втором интеграторе приводит к по влению косинусоидального процесса на входе второго кольца. Импульсна переходна функци (ИПФ)ЭТОГО кольца вл етс синусоидальной функцией времени с тем же периодом. Свертка этих двух функций на интервале, равном половине периода; дает нулевой результат:A nonzero initial condition A on the second integrator leads to the appearance of a cosine-like process at the input of the second ring. The impulse transient function (IAP) of this ring is a sinusoidal function of time with the same period. Convolution of these two functions on an interval equal to half the period; gives zero result:
ча аcha a
алal
dd
о15лл (I-irJA eos Sin aqtdi: o o15ll (i-irJA eos sin aqtdi: o
l оl o
ЗГZG
5five
rr
Начальное условие Z на выходе первого интегратора вызывает на входе второго кольца синусоидальный процессThe initial condition Z at the output of the first integrator causes a sinusoidal process at the input of the second ring
видаkind of
Vj/ -SindtVj / -indt
Свертывание его с синусоидальной ИПФ кольца дает вклад Clotting it with a sinusoidal IAP ring makes a contribution
1Л1L
q. q.
jT/aS -a-sin(t-)dc-|v-, jT / aS -a-sin (t-) dc- | v-,
T.T.
Здесь первый сомножитель под знаком интеграла представл ет переходной процесс от ненулевого начального услови первого интегратора, а второй сомножитель - -это ИПФ второго кольца.Here, the first factor under the integral sign represents the transition process from the non-zero initial condition of the first integrator, and the second factor is the IAP of the second ring.
Использу дл Vl/d , запишем развернутое соотношение -Using Vl / d, we write the expanded ratio -
V/d-S -) V / d-S -)
о.about.
Итог части 1 запишетс как сумма (2 и (3)The total of part 1 is written as a sum (2 and (3)
л dl d
.Tt ((r-qrcoSciC)(C)dr.Tt ((r-qrcoSciC) (C) dr
ri Jri J
Эта формула представл ет собой результат обработки сигнала на первом интервале с весомThis formula is the result of processing the signal in the first interval with a weight
Гс1Gs1
-( cosa-fc) ПРИ o..- (cosa-fc) AT o ..
«i(t).“I (t).
WW
иначе Оotherwise Oh
В формировании данного результата принимали участие свободные колебани во втором интервале.Free oscillations in the second interval took part in the formation of this result.
Часть 2. После того, как учтены все составл ющие, возникшие в результате действи сигнала (t) в первом интервале, определим результат обработч ки сигнала a(t) во втором интервалеГ Поскольку обработка начинаетс в момент t , из аргумента ИПФ следует вычесть gPart 2. After taking into account all the components resulting from the signal (t) in the first interval, we determine the result of signal processing a (t) in the second interval Γ. Since the processing starts at time t, we must subtract g from the IFF argument
j 5 a t-C- )-d(i-c4Haxj 5 a t-C-) -d (i-c4Hax
-I-I
()) 5 (Ji-qC)cx)St()) 5 (Ji-qC) cx) St
3i d3i d
X :(т)атX: (t) am
30thirty
Результат получен такой, как если бы сигнал обрабатывалс с весомThe result is obtained as if the signal were processed with a weight
c(i+(ji-cit)co5dt ПРИ , 4l.-t).(5) c (i + (ji-cit) co5dt PRI, 4l.-t). (5)
ииошео iisheo
Сопоставление (4) и (5) с (1) позвол ет заключить, что структура реализует ВФ Папулиса с точностью до посто нного множител .Comparison of (4) and (5) with (1) allows us to conclude that the structure implements the WF Papoulis with an accuracy of a constant factor.
Достоинства окна Папулиса известны: его спектр имеет минимальный центральный второй момент. По сравнению с окном Хэмминга, реализуемом в известном вычислителе, окно Папулиса подавл ет помехи в ближней части зоны непрозрачности на 3 дБ сильнее, а скорость спада боковых лепестков составл ет 24 дБ/ /октава против 6 дБ/октава.The advantages of the Papulis window are known: its spectrum has a minimum central second moment. Compared with the Hamming window implemented in a well-known calculator, the Papoulis window suppresses interference in the near part of the opacity zone 3 dB more, and the side lobe decay rate is 24 dB / octave versus 6 dB / octave.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802976999A SU928371A1 (en) | 1980-08-25 | 1980-08-25 | Analogue integrating computer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802976999A SU928371A1 (en) | 1980-08-25 | 1980-08-25 | Analogue integrating computer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU928371A1 true SU928371A1 (en) | 1982-05-15 |
Family
ID=20915870
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU802976999A SU928371A1 (en) | 1980-08-25 | 1980-08-25 | Analogue integrating computer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU928371A1 (en) |
-
1980
- 1980-08-25 SU SU802976999A patent/SU928371A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Friedland | Optimum steady-state position and velocity estimation using noisy sampled position data | |
Rice | Inverse convolution filters | |
US2851661A (en) | Frequency analysis system | |
SU928371A1 (en) | Analogue integrating computer | |
Yegnanarayana | Design of ARMA digital filters by pole-zero decomposition | |
US2846577A (en) | Electronic a. c. integrator or integrating oscillator | |
Truxal | Numerical analysis for network design | |
Samoylov et al. | Analog/Digital anti-aliasing filters | |
Brock et al. | A standard deviation computer | |
CN110389234A (en) | A kind of method of automobile input shaft rotating speed acquisition | |
EP0680151B1 (en) | Analog-to-digital conversion device for low frequency low amplitude differential signals | |
Dwyer et al. | Frequency-domain sensitivity analyses of an estuarine ecosystem simulation model | |
SU1368899A1 (en) | Apparatus for reproducing orthogonal oscillation | |
RU2058588C1 (en) | Trigonometric secant function generator | |
SU633036A1 (en) | Analogue integrating computer | |
RU2088966C1 (en) | Analog integrator | |
SU636630A1 (en) | Square rooting arrangement | |
SU1388828A1 (en) | Dynamic filter | |
SU1476495A1 (en) | Computer extracting square root from sum of squares | |
SU957428A1 (en) | Non-electric value to digital code converter | |
RU1833898C (en) | Device for computations | |
SU705467A1 (en) | Time-pulse multiplier-divider | |
SU1228214A1 (en) | Time disctriminator | |
SU1695391A1 (en) | Analog storage for narrow-band signal | |
SU834714A1 (en) | Analogue integrator |