RU2222828C1 - Дифференцирующее устройство - Google Patents
Дифференцирующее устройство Download PDFInfo
- Publication number
- RU2222828C1 RU2222828C1 RU2002120025/09A RU2002120025A RU2222828C1 RU 2222828 C1 RU2222828 C1 RU 2222828C1 RU 2002120025/09 A RU2002120025/09 A RU 2002120025/09A RU 2002120025 A RU2002120025 A RU 2002120025A RU 2222828 C1 RU2222828 C1 RU 2222828C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- differential amplifier
- amplifier
- inverting input
- Prior art date
Links
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к автоматическому регулированию для использования в корректирующих устройствах следящих систем измерительных приборов. Технический результат заключается в повышении точности за счет ликвидации побочных составляющих в выходном сигнале. Устройство содержит дифференциальный усилитель (ДУ), аналоговую запоминающую ячейку (АЗ) (6), выход которой через резистор (Р) (7) подключен к инвертирующему входу ДУ, конденсатор (К) (8), включенный в цепь обратной связи ДУ, дополнительный К (10), включенный между неинвертирующим входом ДУ и общей минусовой шиной. Источник входного напряжения (1) подсоединен к входам ключей (КЛ) (2) и (3), выход генератора тактовых импульсов (ГТИ) (4) подключен к входу элемента ИЛИ-НЕ (5), инверсный выход которого подсоединен к управляющему входу КЛ (2), выход которого подключен к входу АЗ (6), а прямой выход подсоединен одновременно к управляющим входам АЗ (6) и КЛ (3), выход которого через дополнительный Р (9) подключен к неинвертирующему входу ДУ. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано в корректирующих устройствах следящих систем и измерительных приборах.
Известно дифференцирующее устройство, основанное на сравнении запомненных мгновенных значений в тактовые моменты времени, которое содержит входные ключи, запоминающие конденсаторы и дифференциальный усилитель [1].
Недостатком известного устройства является низкая точность дифференцирования.
Известно дифференцирующее устройство, содержащее два запоминающих конденсатора, триггер, два переходных конденсатора, четыре управляемых ключа и два дифференциальных усилителя [2].
Недостатком известного устройства является низкая точность дифференцирования и низкая надежность из-за его сложности.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является дифференцирующее устройство, которое содержит два интегратора, две аналоговые запоминающие ячейки, подключенные к выходам соответствующих интеграторов, и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющими входами аналоговых запоминающих ячеек, первые входы интеграторов подключены к источнику дифференцируемого напряжения, вторые входы интеграторов подсоединены к выходу первой аналоговой запоминающей ячейки, третий вход второго интегратора подключен к выходу второй аналоговой запоминающей ячейки [3].
Однако известное устройство имеет низкую точность дифференцирования, которая обусловлена наличием в выходном сигнале дифференцирующего устройства составляющей, пропорциональной входному сигналу, потерей информации в аналоговых запоминающих ячейках и влиянием нестабильности параметров элементов схемы на точность дифференцирования - в процессе эксплуатации параметры элементов R и С изменяются, что приведет к нарушению строгого равенства T=R•С= T1, где T и T1 - постоянная времени R и С цепи и длительность такта дискретизации соответственно, и снижению точности дифференцирования.
Заявляемое изобретение решает задачу создания устройства, лишенного вышеперечисленных недостатков. Техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемого изобретения, является повышение точности дифференцирования за счет ликвидации побочных составляющих в выходном сигнале и равенства выходного напряжения устройства производной от входного сигнала.
Поставленная цель достигается тем, что в дифференцирующее устройство, содержащее дифференциальный усилитель, аналоговую запоминающую ячейку, выход которой через резистор подключен к инвертирующему входу усилителя, конденсатор, включенный в цепь обратной связи между выходом усилителя и его инвертирующим входом, генератор тактовых импульсов, введены два ключа, логический элемент "ИЛИ-НЕ", дополнительный резистор и дополнительный конденсатор, включенный между неинвертирующим входом усилителя и общей минусовой шиной, выход источника дифференцируемого напряжения подсоединен одновременно к информационным входам первого и второго ключей, выход генератора тактовых импульсов подключен к выходу элемента "ИЛИ-НЕ", инверсный выход которого подсоединен к управляющему входу первого ключа, выход которого подключен к входу аналоговой запоминающей ячейки, прямой выход элемента "ИЛИ-HE" подсоединен одновременно к управляющему входу аналоговой запоминающей ячейки и управляющему входу второго ключа, выход которого через дополнительный резистор подключен к неинвертирующему входу усилителя, выход которого является выходом устройства.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое дифференцирующее устройство отличается тем, что в него введены два ключа, логический элемент "ИЛИ-НЕ", дополнительный резистор и дополнительный конденсатор, включенный между неинвертирующим входом усилителя и общей минусовой шиной, выход источника дифференцирующего напряжения подсоединен одновременно к информационным входам первого и второго ключей, выход генератора тактовых импульсов подключен к входу элемента "ИЛИ-НЕ", инверсный выход которого подсоединен к управляющему входу первого ключа, выход которого подключен к входу аналоговой запоминающей ячейки, прямой выход элемента "ИЛИ-НЕ" подсоединен одновременно к управляющему входу аналоговой запоминающей ячейки и управляющему входу второго ключа, выход которого через дополнительный резистор подключен к неинвертирующему входу усилителя, выход которого является выходом устройства.
Таким образом, заявляемое дифференцирующее устройство соответствует критерию "новизна".
Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа. Это позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".
На чертеже приведена структурная электрическая схема дифференцирующего устройства.
Дифференцирующее устройство содержит источник дифференцирующего напряжения 1, ключи 2, 3, аналоговую запоминающую ячейку 4, генератор тактовых импульсов 5, элемент "ИЛИ-НЕ" 6, резисторы 7, 9, конденсаторы 8, 10 и дифференциальный усилитель 11.
Выход источника дифференцируемого напряжения 1 подсоединен одновременно к информационным входам первого 2 и второго 3 ключей. Выход генератора тактовых импульсов 4 подключен к входу элемента "ИЛИ-НЕ" 5, прямой выход которого подсоединен к управляющему входу первого ключа 2. Инверсный выход элемента "ИЛИ-НЕ" 5 подключен одновременно к управляющим входам аналоговой запоминающей ячейки 6 и второго ключа 3, выход которого через резистор 9 подсоединен к неинвертирующему входу усилителя 11. Конденсатор 8 включен в цепь обратной связи между выходом усилителя и его инвертирующим входом. Конденсатор 10 включен между общей минусовой шиной и неинвертирующим входом усилителя, выход которого является выходом дифференцирующего устройства.
Дифференцирующее устройство работает следующим образом. Дифференцируемый сигнал поступает одновременно на информационные входы первого и второго ключей 2 и 3. Для формирования приращения независимой переменной дифференцирующее устройство содержит генератор тактовых импульсов 4. Элемент "ИЛИ-НЕ" 5 управляет ключами 2, 3 и аналоговой запоминающей ячейкой в тактовые моменты времени. В устройстве разность ординат заменена разностью площадей функции в тактовые моменты времени, так как длительность такта, то есть приращение Δt, остается постоянной величиной. Для сравнения площадей используется интегратор разности напряжений 12, построенный на резисторах 7, 9, конденсаторах 8, 10 и усилителе постоянного тока 11. На выходе интегратора снимается сигнал, равный производной от входного сигнала:
Δt=tn-tn-1,
где k - коэффициент передачи интегратора разности напряжений по двум идентичным каналам; Uвх1(t) и Uвх2(t) - текущие значения входных сигналов первой и второй входных цепей интегратора разности напряжений.
Δt=tn-tn-1,
где k - коэффициент передачи интегратора разности напряжений по двум идентичным каналам; Uвх1(t) и Uвх2(t) - текущие значения входных сигналов первой и второй входных цепей интегратора разности напряжений.
Из выражения (1) следует, что предлагаемое устройство выполняет операцию дифференцирования со сглаживанием.
Введение новой совокупности признаков позволяет повысить точность дифференцирования. Повышение точности достигается, во-первых, за счет того, что потеря информации на запоминание уменьшена в два раза; во-вторых, в выходном сигнале дифференцирующего устройства не содержится слагаемая, пропорциональная входному сигналу; в третьих, при равенстве постоянных времени обеих входных цепей интегратора разности напряжений, то есть, если R1•С1=R2•С2 (это легко достигается соответствующим подбором параметров и типов резисторов и конденсаторов, причем равенство не будет нарушаться в процессе эксплуатации), то побочные составляющие в выходном сигнале дифференцирующего устройства отсутствуют и выходное напряжение устройства будет точно равно производной от входного сигнала.
Источники информации
1. Акцептованная заявка Великобритании 1310572, кл. G 4 G, 1973.
1. Акцептованная заявка Великобритании 1310572, кл. G 4 G, 1973.
2. Авторское свидетельство СССР 608173, кл. G 06 G 7/18, 25.05.78.
3. Авторское свидетельство СССР 577540, кл. G 06 G 7/18, 25.10.77 (прототип).
Claims (1)
- Дифференцирующее устройство, содержащее дифференциальный усилитель, аналоговую запоминающую ячейку, выход которой через резистор подключен к инвертирующему входу усилителя, конденсатор, включенный в цепь обратной связи между выходом усилителя и его инвертирующим входом, генератор тактовых импульсов, отличающееся тем, что в него введены два ключа, логический элемент ИЛИ-НЕ, дополнительный резистор и дополнительный конденсатор, включенный между неинвертирующим входом усилителя и общей минусовой шиной, выход источника дифференцируемого напряжения подсоединен одновременно к информационным входам первого и второго ключей, выход генератора тактовых импульсов подключен к входу элемента ИЛИ-НЕ, инверсный выход которого подсоединен к управляющему входу первого ключа, выход которого подключен к входу аналоговой запоминающей ячейки, прямой выход элемента ИЛИ-НЕ подсоединен одновременно к управляющему входу аналоговой запоминающей ячейки и управляющему входу второго ключа, выход которого через дополнительный резистор подключен к неинвертирующему входу усилителя, выход которого является выходом дифференцирующего устройства.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002120025/09A RU2222828C1 (ru) | 2002-07-22 | 2002-07-22 | Дифференцирующее устройство |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002120025/09A RU2222828C1 (ru) | 2002-07-22 | 2002-07-22 | Дифференцирующее устройство |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002120025A RU2002120025A (ru) | 2004-01-20 |
| RU2222828C1 true RU2222828C1 (ru) | 2004-01-27 |
Family
ID=32091394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002120025/09A RU2222828C1 (ru) | 2002-07-22 | 2002-07-22 | Дифференцирующее устройство |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2222828C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2487468C1 (ru) * | 2011-02-16 | 2013-07-10 | Кэнон Кабусика Кайся | Дифференциальное усилительное устройство |
-
2002
- 2002-07-22 RU RU2002120025/09A patent/RU2222828C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГУТНИКОВ B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах. - Л.: Энергия, Ленинградское отделение, 1980, с. 186, рис. 10-1 (в). * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2487468C1 (ru) * | 2011-02-16 | 2013-07-10 | Кэнон Кабусика Кайся | Дифференциальное усилительное устройство |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2002120025A (ru) | 2004-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6869216B1 (en) | Digitizing temperature measurement system | |
| CN101339079B (zh) | 温度检测电路 | |
| US5543717A (en) | Integrable conductivity measuring device | |
| EP3022737B1 (en) | Current sense circuit with offset calibration | |
| US4608533A (en) | Automatic compensation circuit for use with analog multiplier | |
| KR970004350A (ko) | 시간계수회로, 표본화회로, 스큐조정회로 및 논리판정회로 | |
| US3746851A (en) | Multiplier, divider and wattmeter using a switching circuit and a pulse-width and frequency modulator | |
| JPH07107720B2 (ja) | 抵抗遠隔送信器のタップ位置を決定する方法及びこの方法を実施するための回路装置 | |
| JPS6230529B2 (ru) | ||
| US3943506A (en) | Multiple ramp digitisers | |
| US3944852A (en) | Electrical switching device and modulator using same | |
| JP2001320250A (ja) | オフセット補正回路、オフセット補正電圧生成回路、および積算回路 | |
| US5862170A (en) | Temperature measurement method using temperature coefficient timing for resistive or capacitive sensors | |
| RU2222828C1 (ru) | Дифференцирующее устройство | |
| US3995178A (en) | Pulse-width and frequency modulator circuit | |
| US10547294B2 (en) | Deskew circuit for automated test systems | |
| US6903558B1 (en) | Digitizing ohmmeter system | |
| JPH0285917A (ja) | 再循環式実効値変換法及びその装置 | |
| Moore | Operational amplifiers | |
| JPH05149977A (ja) | 熱電型交直流変換器の交直差比較装置 | |
| RU2228540C1 (ru) | Дифференцирующее устройство | |
| JP3036561B2 (ja) | Ａ／ｄ変換装置 | |
| SU1739211A1 (ru) | Устройство дл измерени разности температур | |
| JP3152726B2 (ja) | 温度検知装置 | |
| JP2009187497A (ja) | アナログ演算回路、距離測定装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040723 |