Изобретение относитс к аналогово вычислительной технике. Известны аналогичные устройства, построенные на основе автоколебатель ных замкнутых контуров с интегрирующей обратной св зью, одно из которых содержит элемент сравнени , релейный элемент и инteгpaтop, образующие релаксационный генератор, и сглаживающий фильтр, подключенный к нему СИНедостаток устройства - низка точность дифференцировани , обусловленна;и срывом скольз щего режима автоколебаний под воздействием помехи. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройстбо, содержащее дифференцирую щий релаксационный контур и сглаживающий фильтр, имеющий регулируемую (переключаемую) посто нную времени, который управл етс блоком управл ющих сигналов, св занным с дифферейцирующим контуром 2 }. Недостаток известного устройства тоже состоит в невысокой точности диф-. ференцировани . Это обусловлено вли нием помех на режим колебаний и зависимостью ошибки дифференцирований от величины производной полезного сигнала и от амплитуды помехи. Цель изобретени - повышение точности дифференцировани в услови х . воздействи помех. Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл дифференцировани медленно измен кмцихс сигналов, содержащее элемент сравнени ,,первый вход которого вл етс входом устройства, а Выход элемента сравнени через релейный элемент св зан с информационными входами сглаживающего фильтра и интегратора, выход которого соединен с вторым входом элемента сравнени , при этом выход элемента сравнени через блок.-управл ющих сигналов св зан с управл ющ44м входом сглаживающего 3993 фильтра, выход которого вл етс выходом устройства, содержит последовательно соединенные триггер, ждущий мультивибратор, реверсивный счетчик и преобразователь код-аналог, выход релейного элемента подключен к первому входу триггера и к управл ющему входу реверсивного счетчика, выход блока управл ющих сигналов подключен к второму входу триггера, выход преобразовател код-аналог св зан с входом управлени коэффициентом передачи интегратора. На фиг. I представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов. . Устройство содержит элемент 1 срав нени , релейнь)й элемент 2, интегратор 3 блок 4 управл ющих сигналов, сглаживающий фильтр 5, триггер 6, ждущий мультивибратор 7 реверсивный счетчик 8, преобразователь 9 код-аналог . Уст|эойство работает следующим образом . . Полезный входной сигнал a(t) в сме си с аддитивной помехой uj(t) поступа ет на вход устройства. При отсутствии помехи в контуре возникает скольз щий автоколебательный режим. При этом си1 нал ошибки близок к нулю и блок k управл вдих сигналов (выполненный, например , на основе амплитудного селектора и св занного с ним реле) своим выходным сигналом устанавливает посто нную времени сглаживающего фильтра 5 на ее меньшее значение и удерживает триггер 6 в состо нии О. Под воздействием помехи uj(t) (фиг. 2с|) в контуре релаксационного генератора происходит срыв скольз ще го режима и захват колебаний контура частотой сигнала помехи. При этом блок k управл ющих сигналов перек лючает посто нную времени сглаживающего фильтра 5 на большее ее значение, а на BTOpoiyi входе триггера 6 устанав ливает значение напр жени , разрешаю щее его срабатывание по первому, счет ному входу. Выходной сигнал U2 релейного элемента 2 (ф г. 25) поступает на триггер 6, запускающий передним фронтом своего выходного сигнала U (фиг. 2е ждущий мультивибратор 7- Импульсы фиксированной частоты ждущего мульти вибратора 7 (фиг. 2г) поступают на счетный вход реверсивного счетчика 8 управл ющий вход которого, осуществл ющий управление реверсом, подключен к выходу релейного элемента. Поэтому при положительной пол рности сигнала с релейного элемента 2 реверсивный сметчик 8 работает в режиме сложени , а при отрицательной пол рности U2 в режиме вычитани . Таким образом, в течение Времени измерени , определ емого состо нием 1 триггера 6, код в счетчике 8 изменитс на величину, пропорциональную изменению скважности импульсов на выходе релейного элемента 2.. Код счетчика 8 при помощи преобразовател 9 преобразуетс в аналоговый сигнал Ug (фиг. 2Э), поступающий на вход управлени коэффициентом передачи интегратора 3Так как скважность импульсов на выходе релейного элемента 2 пропорциональна средней скорости изменени сигнала интегратора 3, то изменение скважности пропорционально отклонению средней скорости изменени выходного сигнала интегратора 3 от производной входного полезного сигнала, т. е. ошибке дифференцировани . В зависимости от величины этой ошибки, определ емой за врем измерени , измен етс сигнал на выходе преобразовател 9 а следовательно, и коэффициент передачи интегратора 3 так, чтобы уменьшить ошибку дифференцировани . Пусть, например, полезный сигнал на некотором участке аппроксимируетс линейно растущей функцией с неизвестной скоростью нарастани a(t) A-t, а помеха - гармонической функцией с неизвестной амплитудой u)(t) Bcosf3t. Пусть коэффициент передачи интегратора 3 равен К. Тогда средн за период Т скорость нарастани си|- нала Ug определ етс соотношением КГ.-КГ 4 -Vгде К - коэффициент передачи ратора; f - врем нарастани сигнала интегратора 3; 2 врем убывани сигнала. Дл того, чтобы ошибка дифференцировани в указанном случае была равна нулю, необходимо, чтобы выходной сигнал Ug интегратора 3 следил за полезным сигналом a(t) с посто нной средней ошибкой д: (t)-A. Действительно, тогда v(t)| |--N): Следовательно , средн за период ско рость нарастани сигнала U должна совпадать со скоростью нарастани по . леэного сигнала: КС. - КГ, -- т - . -1- -1 ГАв;2 2 МВ период следовани импульсов мультивибратора 7; число импульсов сложени ре версивного счетчика 8; Nj - число импульсов вычитани реверсивного счетчика 8, то из последней формулы следует (f-b-N,). Уравнение относительно ошибки сле жени за линейно растущим входным си налом имеет вид к т эквивалентный коэффициент пе редачи релейного элемента 2 на гармоническую составл ющую Р - оператор дифференцировани . Сопоставив два последних уравнени можно сделать вывод, что ошибка слежени не зависит ни от скорости изменени бходного полезного сигнала, ни от амплитуды помехи и посто нна по ве личине, поэтому ошибка дифференцирбвани линейно растущего полезного си нала с наложенной нанегр помехой равна нулю. . На фиг. 2е показаны точное значе ние произвс5дной входного полезного сигнала, выходна величина устройства y(t), а пунктиром показан выходной сиГнал устройства, с фиксированнь1м коэффициентом передачи интегратора 3Как видно из фиг. 2е, точность предлагаемого устройства существенно выше чем известного, а ошибка дифференцировани не зависит от величины производной входного сигнала. Повышение помехоустойчивости устройства обеспечиваетс выбранным способом преобразовани информации в число-импульсный код в цепи управлени коэффициентом передачи интегратора 3Так как соотношение времени включени и выключени релейног© элемента 2 не зависит от амплитуды помехи, то число импульсов, поступивших на сметный вход реверсивного счетчика 8, а значит и код в счетчике не зависит от значени амплитуды помехи. Таким образом , структура устройства, основанна на введении цепи управлени коэффициентом передачи интегратора, позвол ет повысить точность и помехоустойчивость дифференцировани медленно измен ющихс сигналов с наложенной высокочастотной помехой. Использование предлагаемого устройства в автоматических управл ющих устройствах позволит повысить точность реализации законов управлени , что в свою очередь приведет к повышению автоматического управлени технологическими объектами и процессами. В области вычислительной техники применение ycтpoйctвa позволит повысить точность обработки информации, что и определ ет технико-экономическую эффективность Ът использовани изобретени . Формула изобретени Устройство дл дифференцировани медленно измен ющихс сигналов, содержащее элемент сравнени , первый вход которого вл етс входом устройства, а выход элемента сравнени через релейный элемент св зан с информационными входами сглаживающего фильтра и интегратора, выход которого соединен с вторым входом элемента сравнени , при этом выход элемента сравнений через блок управл ющих сигналов св зан с управл ющим входом сглаживающего фильтра, выход которого вл етс выходом устройства,отличающее с тем, что, с целью повышени точности дифференцировани в услови х воздействи помех, оно содержит последовательно соединенные триггер, мультивибратор реверсивный счетчик и преобразователь код-аналог, выход релейного элемента подключен к первому входу триггера и к управл юему входу реверсивного счетчика, выод блока управл ющих сигналов подлючен к второму входу триггера, выод преобразовател код-аналог св ан с входом управлени коэффициеном передачи интегратора. Источники информации, рин тые во внимание при экспертизе 1. Кортнев А.В. и др. Формирующее стройство релейного типа в системах переменной структурой.-В кн.: Сиетемы с переменной структурой и их применение в задачах автоматизации полета. М., Наука, 1968.
9932798