ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
DIFFERENTIATING UNIT

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах измерения и автоматического регулирования.
Известны различные системы измерения производных физических величин (авт. свид. СССР №1427391, кл. G06G 7/18, 1987).
Недостатком этих систем является низкая помехоустойчивость и большая погрешность определения производной для медленно изменяющихся физических величин.
Известно также устройство, содержащее генератор пилообразного напряжения импульсов, RS-триггеры, логические элементы ЗАПРЕТ, а также логические элементы И, ИЛИ, а также блоки задержки и демодуляторы (авт. свид. СССР N 4679452/24, кл. G06G 7/18, 1989).
Недостатком этого устройства является большое количество элементов с соответствующими связями и, следовательно, имеет недостаточно высокую надежность.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является дифференцирующее устройство (авт. свид. СССР №1728870 A1, G06G 7/18), содержащее блок сравнения, первых вход которого является входом устройства, второй вход соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход через распределитель импульсов соединен с входом соответственно первого и второго элементов задержки, два триггера, демодулятор и блок вычитания, при этом нулевой и единичный входы первого триггера соединены соответственно с входом и выходом первого элемента задержки, нулевой и единичный выходы второго триггера соединены с выходом и входом элемента задержки, прямые выходы первого и второго триггера соединены соответствующими входами блока вычитания, выход которого через демодулятор соединен с выходом устройства.
Недостатком этого устройства является пониженная информационная способность, т.к. оно не позволяет получать информацию о производной непосредственно в цифровой форме.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение информационной способности дифференцирующего устройства и получение информации о производной входного сигнала как в виде напряжения постоянного тока, так и в цифровом виде.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в известном дифференцирующем устройстве, содержащем компаратор, первый вход которого является входом устройства, второй вход соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, выход которого связан со вторым входом элемента И и входом первой дифференцирующей RC-цепи, а первый вход схемы И соединен с выходом генератора опорной частоты, при этом выход RC-цепи связан со счетным входом триггера, выходы которого подключены к суммирующему и вычитающему входам реверсного счетчика, счетный вход которого подключен к выходу схемы И, а выход через последовательно соединенные буферное запоминающее устройство, демодулятор соединен с выходом устройства, а вычитающий вход счетчика связан с его установочным входом R через вторую RC-цепь, последовательно соединенную с блоком задержки 11, а также с входом с буфера 8.
На фиг.1 представлена схема дифференцирующего устройства.
вых
Устройство содержит генератор 1 пилообразного напряжения, выход которого соединен с первым входом компаратора 2, второй вход которого подключен к входу устройства, а выход связан со входом элемента И3 и входом дифференцирующей RC-цепи 4, при этом первый вход схемы И3 соединен с выходом генератора опорной частоты 5, а выход RC-цепи 4 соединен со счетным входом триггера 6, выходы которого соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 7, счетный вход которого связан с выходом схемы И3, а выход через последовательно соединенные буферное запоминающее устройство 8, демодулятор (цифроаналоговый преобразователь) 9 связан с выходом устройства, при этом вычитающий вход счетчика 7 соединен с его установочным входом через вторую RC-цепь 10 и блок задержки 11 и входом С буфера 8, образующим цифровой выход N устройства.
Устройство работает следующим образом.
вх
вх
Генератор пилообразного напряжения 1 формирует возрастающее напряжение на первом входе компаратора 2. В момент начала формирования этого напряжения на выходе компаратора формируется фронт прямоугольного импульса, а в момент равенства напряжений на входах компаратора входного U и линейно-измеряющегося формируется спад прямоугольного импульса. Длительность импульса прямо пропорциональна U. Генератор опорной частоты 5 формирует импульсы высокой частоты Fo, которые через схему И3 во время существования импульса на выходе компаратора 2 поступают на счетный вход реверсивного счетчика 7. При этом фронт импульса с выхода компаратора дифференцируется RC-цепью 4 и переключает RS-триггер, выходы которого соединены с суммирующей и вычитающей цепями счетчика 7. В итоге, первый импульс с выхода компаратора 2 заполняется высокочастотными импульсами и поступает на суммирующий вход счетчика 7, а второй - на вычитающий вход. После окончания действия импульса на вычитающем входе счетчика 7 спадом импульса через RC-цепь 10 и блок задержки 11 счетчик устанавливается в исходное состояние, а записанная в нем в коде информация о разности длительностей импульсов переносится в буферное занимающее устройство 8 (вход С) и через демодулятор (цифроаналоговый преобразователь) поступает на выход схемы.
Таким образом в предлагаемом устройстве информация о производной представлена как в цифровом, так и аналоговом видах, что позволяет применять его в аналоговых и цифровых системах регулирования и управления при допроцессорной обработке информации.