Дифференцирующее устройство

 

Сеюз Севетскик

Сециавнстическии т еспублик

Oil NCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СЗИ ВТИЛЬСТВУ (uj813455

* г (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 0 1L78 Р1) 2705082/18-24 с присоединением заявки 1 4о (23) Приоритет

Опубликовано 15.0 3.81. Бюллетемь N910 (53}РА КЛ.З

G 06 G 7/184

Государстмииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53} УДК б 81, 335 (088. 8) Дата опубликования описаммя 15,0381 (72) Автор изобретения

Л.И,Волгин

/ с . г е уль-яновский политехнический институт (71) Заявитель. - I

/ (54) диФФеРенциРующее устРОЙстВО

Изобретение относится к вычислительной технике.

Известно дифференцирующее устройство, в котором для повышения точности дифференцирования вводится комбинированная (положительная и отрицательная) обратная связь, содержащее дифференциальный операционный усилитель в прямой цепи и интегратор в цепи отрицательной обратной связи, цепь положительной обратной связи, которая компенсирует инерционность замкнутого контура и тем самым повышает точность дифференцирования (1).

Недостаток этого устройства состоит .в том, что полная компенсация инерционного звена, содержащегося в передато:ной функции дифференциатора, возможна только при применении высококачественных операционных. усилителей с коэффициентом усиления, приближающимся к бесконечности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является дифференцирующее устройство, содержащеЕ дифференцирующую НС-цепь, подключенную к входу усилителя, охваченного отрицательной обратной связью, а также резистивный делитель .напряжения, передающий часть выходного напряжения на вход дифференцирующей RC-цеf2) °

Недостаток этого устройства— ограниченная точность дифференцирования,.обусловленная тем, что методическая погрешность дифференцирования устраняется не полностью при конечном значении коэфФициента усиления усилителя.

Цель изобретения — повышение точности дифференцирования.

Поставленная цель достигается тем, что дифференцирующее устройство, содержащее дифференцирующую RC" цепь, включенную между первым выводом источника входного сигнала и шиной нулевого потенциала, причем выход дифференцирующей RC-цепи подключен к неинвертирующему входу первого дифференциального усилителя, между выходом которого и шиной нулевого потенциала включен резнстивный делитель напряжения, средний выход резистивного делителя напряжения .соединен с инвертирующим входом

;первого дифференциального усилителя, содержит второй дифференциальЗО ный усилитель и два резистора,вклю813455

45 ченных между инвертирующим входом второго дифференциального усилителя и соответственно его выходом и шиной нулевого потенциала, при этом инвертирующий вход первого дифференциального усилителя соединен с неинвертирующим входом второго дифференциального усилителя, выход которого подключен к второму выводу источника входного сигнала.

Дифференцирующее устройство содержит источник входного сигнала 1, дифференцирующую RC-цепь 2; выполненную на конденсаторе 3 и резисторе 4, дифференциальные усилители 5 и 6, резистивный делитель напряжения на резисторах 7 и 8, резисторы

9 и 10. Усилитель 6 вместе с резисторами 9 и 10 образует неинверсный усилитель 11 с нормированным коэффициентом передачи.

Устройство работает следующим образом.

Выходное напряжение устройства определяется выражением:

34 U

П "" М1 KõÌ)+ +

В„R

R +R R+Z с 1+р

К = 1 +—

Вз

Здесь К„и К вЂ” соответственно коэффициенты усиления усилителей 5 и 11;

R< и  — сопротивления резисторов

8 и .7; R и R — сопротивления резисторов 9 и 10;. С - емкость конденсатора 3, R — сопротивление резистора 4; Z с — — 1/pC — сопротивление конденсатора 3; р — комплексная переменная; U — - напряжение источника 1.

При выполнении условия

К вЂ” = 1+

К JS (условие компейсации методической погрешности) выходное напряжение

Ц РА

Пьых = g 1 Р = PaRCUi

К1 где а=К1/(1+К,J5) — постоянный коэффициент.

Отсюда следует, что погрешность дифференцирования устраняется при конечном значении коэффициента усиления К „ дифференциального усилителя 5, Это .соответственно повышает точность дифференцирования и расширяет частотный диапазон в область высоких частот.

Предлагаемое устройство может быть также использовано в качестве универсального операционного преобразователя, если вместо конденсатора

3 и резистора 4 включить операторные импедансы Z и Zq. В частности,при

Z<=R и Z>=l/рС устройство будет осуществлять интегрирование электрических сигналов.

15 Формула изобретения

Дифференцирующее устройство, содержащее дифференцирующую ВС-цепь, включенную между первым выводом ис2О точника входного сигнала и шиной нулевого потенциала, причем выход дифференцирующей RC-цепи подключен к неинвертирующему входу первого дифференциального усилителя, между выходом которого и шиной нулевого потенциала включен резистивный делитель напряжения, средний вывод резистивного делителя напряжения соединен с инвертирующим входом первого дифференциального усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности дифференцирования, устройство содержит второй дифференциальный усилитель и два резистора, включенных между инвертирующим входом второго дифференциального усилителя и соответственно его выходом и шиной нулевого потенциала, при этом инвертирующий вход первого дифференциального уси4Q лителя соединен с неинвертирующим входом второго дифференциального усилителя, выкод которого подключен к второму выводу источника сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 396693, кл. G 06 G 7/18, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 468255, кл. G 06 G 7/18, 1971 (прототип), ВНИИПИ Заказ 775/63

Тираж 745 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä,óë.ÏðoåêTíàÿ,4