SU1264170A1 - Дифференцирующее устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вь числительной технике. Цель изобретени  - повьппение точности дифференцировани . Устройство содержит след щий аналого-цифровой преобразователь , два регистра сдвига, два коммутатора, реверсивный счетчик и генератор тактовых импульсов. В процессе работы последовательность тернарно-кодированных приращений входного аналогового сигнала с выходов след щего аналого-цифрового преобразовател  подаетс  на информационные входы коммутаторов и регистров сдвига. Импульсы с выходов регистров сдвига также подаютс  на информационные входы коммутаторов выходы которых соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика. Содержимое реверсивного счетчика, начина  с N 1 -го такта работы генератора (где ft разр дность регистров), равно алгебi раической сумме приращений входного сигнала за последние N тактов. Реа (Л лизаци  след щего режима вычислени  С производной при тернарном кодировании приращений входного сигнала позвол ет повысить точность вычислений за счет исключени  флуктуации кода производной в счетчике, возникаю1C щих при бинарном кодировании знакопеременных приращений. 1 ил.

Description

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, в частности, при построении цифровых измерительных и управляющих устройств, работающих в реальном масштабе времени.

Цель изобретения - повышение точности.

На чертеже изображена блок-схема, дифференцирующего устройства.

Устройство содержит следящий аналого-цифровой преобразователь 1, первый и второй регистры 2 и 3 сдвига, первый и второй коммутаторы 4 и 5, реверсивный счетчик 6 и генератор 7 тактовых импульсов. Каждый из коммутаторов выполнен на элементе ИЛИ и двух элементах И, подключенных выходами.к входам элемента ИЛИ, причем первые входы элементов И являются информационными входами коммутатора, а вторые входы - управляющими входами. Генератор 7 формирует две последовательности импульсов. Появление импульсов на первом выходе генератора соответствует нечетным тактам его работы, а на втором выходе генератора - четным тактам. Устройство имеет вход 8 и шину 9 начальной установки ,

Устройство работает_лследующим образом.

Дифференцирующий аналоговый сигнал .подается на вход 8 устройства. На шину 9 начальной установки подается импульс, осуществляющий обнуление следящего аналого-цифрового преобразователя 1, регистров 2 и 3 сдвига и реверсивного счетчика 6. Входной аналоговый сигнал с 'входа 8 устройства преобразуется следящим аналого-цифровым преобразователем 1 в последовательности терндрнокодированных приращений, которые поступают: положительные - на информационный вход регистра 2 сдвига и на первый информационный вход коммутатора 4; отрицательные - на информационный вход регист•ра 3 сдвига и на второй информационный вход коммутатора 5.

В течение первых N тактов тактирующей серии импульсов (N - разрядность регистров 2 и 3.сдвига) на выходах регистров 2 и 3 сдвига и соответственно на первом информационном входе коммутатора 5 и втором информационном входе коммутатора 4 - ну левые значения. При этом на каждом такте тактирующей серии импульсов положительные или отрицательные приращения проходят соответственно на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 6. Начиная с N+1 такта тактирующей серии импульсов на выходах регистров 2 и 3 сдвига появляются задержанные на 14' тактов положительные или отрицательные приращения, которые на каждом такте задержанной серии тактовых импульсов поступают соответственно на вычитающий и суммирующий входы реверсивного счетчика 6.

Таким образом, в любой момент времени после N+1 такта работы устройства содержимое реверсивного счетчика 6 равно алгебраической сумме приращений входного сигнала за последние N тактов работы устройства. Этим достигается следящий режим работы устройства. Содержимое реверсивного счетчика 6 на каждом такте работы определяется как цифровое значение первой производной входного аналогового сигнала, причем быстродействие устройства определяется' частотой генератора 7 тактовых импульсов, которая должна быть не выше половины максимально допустимой частоты работы реверсивного счетчика 6.

Таким образом, предлагаемое устройство реализует следящий режим вычисления производной при тернарном кодировании приращений входного сигнала, что позволяет повысить точность вычислений за счет исключения флуктуаций кода производной в счетчике 6, возникающих при бинарном кодировании знакопеременных приращений входного сигнала и сохранении в качестве значащего младшего разряда счетчика результата.

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, в частности, при построении цифровых измерительных и управл ющих устройств, работающих в реальном масштабе времени. Цель изобретени  - повьшение точности . На чертеже изображена блок-схема дифференцируют его устройства. Устройство содержит след щий аналого-цифровой преобразователь 1 , перйый и второй регистрь: 2 и 3 сдвига , первый и второй коммутаторы 4 и 5, реверсивный счетчик 6 и генератор 7 тактовых импульсов. Каждый из .коммутаторов вьтолней на элементе ИЛИ и двух элемеитах И, подключенных выходами.к входам элемента -ИЛИ, причем первые входы элементов И  вл ютс  информационными входами коммутатора , а вторые входы - управл ющими входами. Генератор 7 формирует две последовательности импульсов. По вление импульсов на первом выходе генератора соответствует нечетным тактам его работы, а на втором выходе генератора - четным тактам. Уст .ройство имеет вход 8 и шину 9 нача  ной установки , Устройство работает следующим образом. Дифференцирующий аналоговый сигнал .-подаетс  на вход 8 устройства. На шину 9 начальной установки подаетс  импульс, осуществл ющий обнуление след щего аналого-цифрового преобразовател  1, регист ров 2 и 3 сдвига и реверсивного счетчика 6. Входной аналоговый сигнал с входа 8 устройства преоб . разуетс  след щим аналого-цифровым преобразователем I в последовательности терн рнокодированньгх приращений , которые поступают: положительные - на информационный вход регис ра 2 сдвига и на первый информацион ный вход коммутатора Л; отрицательные - на информационный вход регист ра 3 сдвига и на второй информацион ный вход коммутатора 5. В течение первых N тактов тактирующей серии импульсов (N - разр дность регистров 2 и 3-сдвига) на вы ходах регистров 2 и 3 сдвига и соот ветственно на первом информационном входе коммутатора 5 и втором информационном входе коммутатора 4 - нулевые значени . При этом на каждом такте тактирующей серии импульсов положительные или отрицательные приращени  проход т соответственно на суммирующий .и вычитающий входы реверсивного счетчика 6. Начина  с N+1 такта тактирующей серии импульсов на выходах регистров 2 и 3 сдвига по вл ютс  задержанные на К тактов положительные или отрицательные; приращени , которые на каждом такте; задержанной серии тактовых импульсов поступают соответственно на вычитающий и суммирующий входы реверсивного счетчика 6. Таким образом, в любой момент времени после N+1 такта работы устройства содержимое реверсивного счетчика 6 равно алгебраической сумме приращений входного сигнала за последние N тактов работы устройства. Этим достигаетс  след щий режим работы устройства. Содержимое реверсивного счетчика 6 на каждом такте работы определ етс  как цифровое значение первой производной входного аналогового сигнала, причем быстродействие устройства определ етс  частотой генератора 7 тактовых импульсов, котора  должна быть не выще половины максимально допустимой частоты работы реверсивного счетчика 6. Таким образом, предлагаемое устройство реализует след щий режим вычислени  производной при тернарном кодировании приращений входного сигнала, что позвол ет повысить точность вычислений за счет исключени  флуктуации кода производной в счетчике 6, возн 1кающих при бинарном кодировании знакопеременных приращений входного сигнала и сохранении в качестве значащего младшего разр да счетчика результата. Формула изобретени  Дифференцирующее устройство, содержащее след щий аналого-цифровой преобразователь, соединенный информационным входом с входом устройства , тактирующим входом - с первым выходом генератора тактовых импульсов , первыми управл ющими входами первого и второго коммутаторов и тактируюо;им входом первого регистра сдвига, установочным входом - с щиной начальной установки устройства и установочными входами первого регистра сдвига и реверсивного счетчика , а выходом положительных приращений - с первым информационным входом первого коммутатора и с информационным входом первого регистра сдви га, подключенного выходом к первому информационному входу второго коммутатора соединенного вторым управл ющим входом с вторым выходом генератора тактовых импульсов и вторым управл ющим входом первого коммутатора ,.а выходом - с вычитающим входом реверсивного счетчика, подключен ного суммирующим входом к выходу первого коммутатора, а выходом - к выходу устройства, отличающеес  тем,что, с целью повьшени  точности, в него введен второй регистр сдвига, подключенный информационным входом к выходу отрицательных приращений след щего аналого-цифрового преобразовател  и второму информационному входу второго коммутатора, тактирующим входом - к первому выходу генератора тактовых импульсов, установочньм входом к шине начальной установки устройства j а выходом - к второму информационному входу -первого коммутатора . -.