Генератор функций

 

ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ, содержащий блок делителей напряжения, инвертор, операционный усилитель, выход которого является выходом генератора функций, интегрирующий конденсатор , включенный между входом и выходом операционного усилителя, элемент компенсации входного тока, подключенный к входу операционного усилителя, п пороговых элементов, входы которых соединены с выходом операционного усилителя, задающий триггер, переключатель, масштабный резистор, включенный между выходом инвертора и входом операционного усилителя, соединенного с первым выходом переключателя, второй выход которого подключен к входу инвертора, а выход блока делителей напряжения подключен к входу переключателя, управляющий вход которого подключен к прямому выходу задающего триггера, первый и второй входы которого подключены соответственно к инверсному выходу п-го порогового элемента и прямому выходу -(n-l)-ro порогового элемента, отличающийся тем, что, с целью его упрощения в него введены (п-3) элементов ИЛИ-НЕ, выходы кос 8 торых соединены с соответствующими входами блока делителей напряжения, (Л первый и второй входы (п-3) элементов ИЛИ-НЕ соединены соответственно с инверсны1 1и выходами (п-3) пороговых элементов и прямыми выходами пороговых элементов с второго по (п-2), инверсный выход первого и | прямой выход (п-2)-го пороговых элементов соединены с соответствующими входами .блока делителей напря жения . эо 4 СА:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3Щ) G 06 G 7/26!

1

1 вл) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (, I

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР по делАм изоБРетений и ОтнРытий (21 ) 3517226/18-24 (22) 30.11.82 (46) 07,03,84. Бюл. 9 9 (72) В.М. Толстенев (71) Сибирский ордена Трудового Крас ного Знамени металлургический институт имени Серго Орджоникидзе (53) 681 ° 335(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 570069, кл, G G 7/26, 1975.

2, Авторское свидетельство СССР

)) 840953, кл, G 06 G 7/26, 1979 (прототип). (54)(57 ) ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ, содержащий блок делителей напряжения, инвертор, операционный усилитель, выход которого является выходом генератора функций, интегрирующий конденсатор, включенный между входом и выходом операционного усилителя, элемент компенсации входного тока, подключенный к входу операционного усилителя, п пороговых элементов, входы которых соединены с выходом операционного усилителя, задающий триггер, переключатель, масштабный резистор, включенный между выходом инвертора и входом операционного усилителя, соединенного с первым выходом переключателя, второй выход которого подключен к входу инвертора, а выход блока делите лей напряжения подключен к входу переключателя, управляющий вход которого подключен к прямому выходу задающего триггера, первый и второй входы которого подключены соответственно к инверсному выходу и-го порогового элемента и прямому выходу .(n-1)-го порогового элемента, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью его упрощения в него введены (n-3 ) элементов ИЛИ-НЕ, выходы которых соединены с соответствующими I входами блока делителей напряжения, пврвып в второл входы (-3) влвыввтов ИЛИ-НЕ соединены соответственно с инверсными выходами (и-3) порого- С вых элементов и прямыми выходами пороговых элементов с второго по Я (n-2), инверсный выход первого и прямой выход (n-2)-го пороговых элементов соединены с соответствующими входами блока делителей напря-, жения.

1078443

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для аппроксимации симметричной функции времени.

Изнестен генератор функций, содержащий блок делителей напряжения, иннертор, элемент ИЛИ, интегрирующий усилитель, элемент компенсации, входного тока, и задающих триггеров и и пороговых элементов ..(1) .

20

Недостаток этого генератора конструктивная сложность при форми- ровании симметричных функций времени, заключающаяся н отдельно.: формиРонании возрастающих и убывак ;их участкон кривой.

Наиболее близким к предлагаемому является генератор функций, содержащий блок делителей напряжения,иннертор, элемент ИЛИ, первый вход которого является входом запуска генератора, операционный усилитель, выход которого является выходом генератора, интегрирующий конденсатор, включенный между входом и выходом операционного усилителя, элемент компенсации входного тока, подключенный к входу операционного усилителя, и задающих триггеров,выходы которых, кроме выхода и-го задающего триггера, соединены с соот- 30 ветствующими входами блока делителей напряжения, пороговых элементов,входы которых соединены с выходом операционного усилителя, перный и второй входы первого задающего тригге- 35 ра соединены, соответственно, с выходом элемента ИЛИ и с инверсным выходом первого порогоного элемента, дополнительно содержит (n-2) дополнительных элементов ИЛИ, (и-2) эле- 40 ментов НЕ, (n+1)-й пороговый элемент, (n+1)-й задающий триггер, переключатель и входной резистор, включенный между выходом иннертора и входом операционного усилителя, вы- 45 ход блока делитилей напряжения соединен с подвижным контактом переключа -.еля,управляющий вход которого подключен к выходу (и+1)-го задающего триггера, а первый и второй неподвижные контакты, соответственно, к нходу операционного усилителя и к входу инвертора, первый и второй входы каждого i-го дополнительного элемента ИЛИ соединены соответстнен но с инверсным выходом i-ro порогового элемента и с прямым выходом (i+1)-ãî порогового элемента, выход каждого i-гс дополнительного элемента ИЛИ подключен к перному и через соответствующий элемент HE к, 60 второму входу (и+1,-го задающего триггера, прямой выход первого порогового элемента соединен с вторым входом основчого элемента ИЛИ, первый и =.òîðîé входы и-го задающе о триггера соединены соответственно с инверсным и прямым выходами (n — 1)-го порогового элемента, первый и второй входы (n+1) задающего триггера соединены с инверсным выходом и-го порогового элемента и прямым ныходом (и+1)-го порогового элемента, выход и-го задающего триггера соединен с соответствующим входом блока делителей напряжения.

Недостаток данного генератора заключается в его сложности, так как для формирования каждого линейного участка он должен иметь отдельные задающие триггеры и элементы НЕ.

Цель изобретения — упрощение конструкции генератора, Поставленная цель достигается тем, что в генератор функций, содержащий блок делителей напряжения, инвертор, операционный УСилитель, выход которого является выходом генератора, интегрирующий конденсатор, включенный между входом и выходом операционного усилителя, элемент компенсации входного тока, подключенный к входу операционного усилителя, и пороговых элементов, нходы которых соединены с выходом операционного усилителя, задающий триггер, переключатель и масштабный резистор, включенный между выходом инвертора и входом операционного усилителя, соединенного с первым выходом переключателя, второй выход которого подключен к нходу инвертора, а выход блока делителей напряжения соединен с входом переключателя, управляющий вход которого подключен к прямому выходу задающего триггера, первый и второй входы которого подключены соответственно к инверсному выходу и-го порогового элемента и прямому выходу (n-1)-го порогоного элемента, введены (n-3) элементов ИЛИ-НЕ, выходы которых соединены с соответствующими входами блока делителей напряжения, первый и второй входы (n-3) элементов ИЛИ-НЕ соединены соответственно с инверсными ныходами (и — 3) пороговых элементов и с прямыми выходами пороговых элементов с второго по (и-2), инверсный выход первого и прямой выход (и-2)-го пороговых элементов соединены с соответствующими входами блока делителей напряжения °

На фиг. 1 представлена блок-схема генератора; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Генератор функций содержит блок

1 делителей напряжения, инвертор 2, операционный усилитель 3, интегрирующий конденсатор 4, элемент 5 компенсации входного тока, масштабный резистор 6, переключатель 7, и пороговых элементов 8л,,8и, (и-3) 1078443 элемента ИЛИ-НЕ 9<,...,9„, задающий триггер 10.

Генератор работает следующим образом, В исходном состоянии на прямых выходах пороговых элементов 81,...,8

5 появляются нулевые потенциалы, а на инверсных — положительные потенциалы, соответствующие логической единице, на выходах элементов ИЛИ-HE

9,..., 9„ нулевой потенциал, на 10 выходе задающего триггера 10 положительный потенциал, соответствующий логической единице. Положительное напряжение на выходе порогового элемента 81, уменьшенное в блоке 1 де- 15 лителей напряжения в соответствии с требуемой крутизной формируемой функции, через переключатель 7 поступает на вход инвертора 2 и далее через масштабный резистор 6 на вход операционного усилителя 3. На выходе генератора появляется положительное нарастающее во времени напряжение, поступающее на входы пороговых элементов 8 . ..8 с регулируемыми порогами срабатывания. С помощью пороговых элементов 8,...,8д устанавливается размах линейных участков воспроизводимой кривой.

При достижении напряжением на выходе операционного усилителя 3 уровня порога срабатывания первого порогового элемента 8 (точка Fj фиг. 2а) на его инверсном выходе вырабатывает. ся импульс отрицательного перепада (фит.-".Ü), на выходе элемента ИЛИ-НЕ

9рпоявляется положительный потенциал, соответствующий логической единице (фиг, 2В). На этом заканчивается формирование первого линейного участка 1 воспроизводимой кривой 4() (фиг. 2а) и начинается формирование второго участка кривой Б B . При достижении выходным напряжением операционного усилителя 3 порога срабатывания второго порсгового элемен- 45 та 8, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 91 появляется "0" (фиг. 2Б), а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 92 — "1" (фиг. 27). На этом заканчивается формирование второго участка кривой Б Ь . Восходящий участок Â) формируется аналогично.

При достижении выходным напряжением операционного усилителя 3 порога срабатывания n-ro порогового элемента 8д (для примера n=5) по.роговый элемент 8л срабатывает (фиг. 2,g) и отрицательным перепадом импульса опрокидывает триггер

10, управляющий переключателем 7.

При этом вы од блока 1 делителей напряжения подключается к входу операционного усилителя 3. На этом заканчивается формирование Восхо дящего участка TD (фиг ° 2 ). На выходе операционного усилителя 3 формируется спадающее напряжение, крутизна которого равна крутизне последнего восходящего участкаГД(фиг.2a ) воспроизводимой кривой, так как определяется напряжением, поступающим с прямого выхода порогового элемента 8 д через соответствующий делитель напряжения блока 1. При достижении выходным напряжением операционного усилителя 3 порога сраба1 тывания порогового элемента 8 по-2 роговый элемент 8> > возвращается в исходное состояние, при этом на

его прямом выходе появляется "0", а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 9 3—

"1" (фиг. 2,g ). При этом начинается формирование второго спадающего участка Г8 воспроизводимой кривой (фиг. 2а). Участки Г6 и 8 Б hopмируются аналогично участку ДГ,При достижении выходным напряжением операционного усилителя 3 порога срабатывания элемента 8 <, последний срабатывает (точками, фиг. 2О) и опрокидывает триггер 10, устанавливающий переключатель 7 в положение, соответствующее подключению выхода блока 1 к входу инвертора 2 (фиг ° 2&,p), благодаря чему на выходе генератора начинает формиро— ваться нарастающее напряжение. Далее цикл генерации воспроизводимой функции повторяется.

Использование предлагаемого генератора позволяет уменьшить количество элементов, участвующих в формировании линейных участков, на

2 л 4, например, для формирования

4-х линейных участков (n=5) в прототипе необходимо 2 элемента ИЛИ, 2 элемента HE и 4 задающих триггера, а в предлагаемом устройстве необходимо 2 элемента ИЛИ-HE. Таким образом предлагаемый генератор является простым по конструкции и надежным р эксплуатации.

1078443

ВНИИПЫ Закаэ 965/43 ТиРаж 699 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.ПРоектная, 4