Функциональный генератор

 

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР, , содержащий операционный усилитель, интегрирукиций конденсатор, два источника ступенчатых напряжений два токоэадающих резистора и ключ, при чем источники ступенчатых напряжений через соответствукицие токозадаяхцие резисторы подключены к общему выводу ключа и интегркруинцего конденсатора, а выход операционного усилителя является выходе функционёшьного генерат тора , отлича1ащийся теМ. что, с целью повышения точности и расширения класса воспроизводимых функций, в него введены генератор тактовых икшульсов, дополнительный источник ступенчатого напряжения, резистивный делитель напряжения и масштабном резистор, .причем неинвертирующий вход операционного усилителя соеуцинен с общим ВЫВРДСЯ4 ключа и иитегрирующего коядеасатора и масштабный резистор - с его выходом, инвертирЗ ||1ий вход подключен к среднему выводу резистивного делителя напряжения крайние выводы которого соединены соответственно с выходом операционного усилителя и с шиной нулевого потенциала, свободный сывод и управляющий вход ключа подключены соответственно к дополнительному источнику- CTjmeH4aToro напряжения и генератору тактовых импульсов, а свободный вывод интегриру1сшего конденсатора соединён с шиной нулевого потенциала..

СОЮЭ ССВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 9 G 06 G 7 26

fOCSQAPCTBEHHbIA H0MHTET CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ

°

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЗЖЯф Я ц

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3474881/18-24 (22,) 21.07.82 (46) 23.11.83. Вюл. М 43 (72) A.Â.Ôðèä и В.С. Янина (71) Одесский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 681.335(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР в 398963, кл. 0 06 0 7/26, 1974, 2. Авторское свидетельство СССР

У 498627, кл. G 06 G 7/26 1976 (прототип). (54)(57) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНБРАТОР, соцержащкй операционный усилитель, интегрирующий конденсатор, два источника ступенчатых напряжений; два токоэадающих резистора и ключ, причем источники ступенчатых напряжений через соответствующие токоэадающие резИсторы подключены к общему выводу ключа и интегрирующего конденсатора, а выход операционного усилителя является выходом функционального генератора, о т л и ч а в щ к и с я тем что, с целью повышения точности и расширения класса воспроизводимых функций, в него введены генератор тактовых импульсов, дополнительный источник ступенчатого напряжения, резистивкый делитель напряжения и масштабный. резистор, причем неинверткрующий вход операционного усилите-. ля соединен с общим выводом ключа и интегрирующего конденсатора и через масштабный резистор — c его выходом, инвертирующкй вход подключен к сред- . нему выводу резистивного делителя напряжения крайние выводы которого соединены соответственно с выходом операционного усилителя и с шиной нулевого потенциала, свободный вывод; и управлякиций вход ключа подключены соответственно к дополнительному источнику ступенчатого напряжения и генератору .тактовых импульсов, а свободный вывод интегрирующего кон- д денсатора соединен с шиной нулевого потенциала.

1056221

Изобретение относится к области вычислительной техники, Известен функциональный генератор, содержащий многофазный мультивнбратор, интегратор„ .клЮчи и аналоговое запоминающее устройство, принцип

5 работы которого основан на. суммировании-треугольных импульсов f1), Недостатками устройства являются низкая точность, поскольку каждый участок аппроксимации воспроизводит- 10 ся в результате сложения двух треугольных функций, и отсутствие средств ввода ненулевых начальных значений функции, *

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является . функциональный генератор, содержа" щий операционный усилитель, интегри рующий конденсатор,. два источника ступенчатых напряжений, два токоэада 2О ющих резистора и ключ, причем источ- . .ники ступенчатых напряжений через соответствующие токозадающие резисторы подключены к общему выводу. ключа и интегрирующего конденсатора, :включенного в цепь обратной связи операционного усилителя, а выход операционного усилителя является выходом функционального генератора.

Недостатками известного функционального генератора являются невозможность введения ненулевых начальных значений функции и низкая точность воспроизведения функции, что. обусловлено возможностью накопления оши бок отдельных участков аппроксимации„ З5

Целью изобретения является повышение точностн и расширение класса воспроизводимых функций.

Поставленная цель достигается тем, что в функциональный генератор, сод ржащий операционный усилитель, интегрирующий конденсатор, два источника ступенчатых напряжений, два токоэадающих резистора и ключ, причем источ:ники ступенчатых напряжений че- 45 рез соответствующие токозадающие резисторы подключены к общему выводу ключа и интегрирующего конденсатора, а выход операционного усилителя является выходом функционального 5р генератора, введены генератор тактовых импульсов, дополнительный. иоточ-. ник ступенчатого напряжения, резистивный делитель напряжения Й масштаб- нйй резистор, причем неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с общим выводом ключа и интегрирующего конденсатора и через масштабный резистор — с его выходом, инвертирующий вход подключен к среднему выводу резистивного делителя нацряже-еО ния, крайние выводы которого соединены соответственно с викодом операционного усилителя и с шиной. нулевого потенциала, свободный вывод и управляющий вход ключа подключены 65. I оответственно к дополнительному исочнику ступенчатого напряжения и генератору тактовых импульсов, а свободный .вывод интегрирующего кондеКсатора соединен с шиной нулевого потенциала.

На чертеже. представлена схема функционального генератора.

Функциональный генератор содержит. источники 1-3 ступенчатых напряжений, токозадающие резисторы 4 и 5, масштабный резистор 6, резистивный делитель напряжения на резисторах 7 и 8, генератор 9 тактовых импульсов, ключ

10, операционный усилители 11 и интегрирующий конденсатор 12, Генератор работает следующим образом, В исходном состоянии напряжение

Ug> на выходе источника 1 и напряжение 08„ на выходе источника 2 равны нулк1, напряжение Ugq на выходе источника 3 равно половине начального значения 1, воспроиэводи-:

Мой функции: Uj = 0,5 f, В началь0. ный момент времени tz импульс управления с выхода генератора 9 открывает ключ 10 на очень короткий интервал времеви, в течение которого конденсатор 12 заражяется от источника 3 до уровня Ugq> . При этом выходное напряжение усилителя

R7"рц =<1+ "экю = 2Ugg.,= fe

Rg если сопротивления резисторов 7 и 8 одинаковы: R g "- Б8 °

В течение первого интервала аппроксимации )to «g на выходе источ-. ника 2 или 1 поддерживается постоянный уровень, который определяет угол наклона пилообразного напряжения на выходе устройства - формируется.первое звено аппроксиМирующей ломаной (для линейного заряда конденсатора 12 необходимо, чтобы сопротивления ре-, зисторов 4-6 были связаны соотноше-1 нием R> — R< + Н -)с

При t =:tg генератор вновь открывает, ключ 10 на короткий промежуток времейи .

K этому моменту на выходе источника

3 установлено постоянное напряжение, .равное 0,5 fg где fg — значение воспроизводимой функции при t=tg .

-В результате напряжение на конденса:торе 12 становится равным U, а на выходе устройства - f< .

В .течение второго.-интервала аппрок-. симации на выходе генератора 9 формируется второе звено ломаной, нак-лон которого задается постояиньак уровнем с выхода источника 1 или 2.

Дальнейшее формирование аппроксимирующей ломаной происходит аналогично описанному.

Таким образом, в предлагаемом устройстве, также как и в известном, реализуется кусочно-линейная

1056221

Составитель N. Тараторин

Редактор В. HBcLHoBa Техред И,Гайду Корректор(О. Тигор

Заказ 9309/44

Тираж 706

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений И открытий

113035р Москва, Ж-35„ Раушская наб., д. 4/5

М ° »

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4 аппроксимация воспроизводимой функ-, ции путем интегрирования ступенчатых сигналов с.выхода источников 1 и

2, Однако значения выходного напряжения в узлах аппроксимации задаются непосредственным зарядом конденсатора 12 от источника 3. Благодаря этому полная ошибка интегрирования в течение всего процесса не превосходит ошибки формирования одного звена ломаной, что повышает точность рабо- 10 ты генератора., Кроме того, источник 3 позволяет задавать в начальный момент ненулевое напряжение на выходе генератора

9, что расширяет класс воспроизводимых функций.

Технико-экономический эффект заключается в повышении точности и. расширения класса воспроизводиваах функций эа счет введения генератора тактовых импульсов, дополнительного источника ступенчатого, напряжения и масштабного резистора, что позволило избавиться от накопления ошибок воспроизведения отдельных участков функции и воспроизводить функции с ненулевыми начальник значениями.