Функциональный генератор

 

1. ФУНКЩЮНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержаощй первый и второй регистры, подключенные информа1дионными входами к шине ввода кодов узловых значений функции, а вьпсодами - к входам первого и второго цифроаналоговых . преобразователей соответственно, выходы которых соединены с входами резисторной матрицы, подключенной зьЬсодами к информационным входам коммутатора, соединенного управляющими входами с выходами разрядов реверсивного счетчика, подключенного выходом признака обнуления к входу управления записью первого регистра и к входу элемента ИЛИ, а выходом признака переполнения - к входу управления -записью второго регистра и к второму входу элемента ИЛИ, вькод которого является выходом сигнала инициации функционапьного генератора и соединен с входом управления записью третьего регистра, подключенного информационньм BxoffbM к шине ввода кода длите.пьности участка, а выходом - к входу управляемого генератора импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения функций , в него дополнительно введены экспоненциальный интерполятор, формирователь импульсов и делитель частоты , соединенньп выходом с входом реверсивного счетчика, а входом - с выходом управляемого генератора импульсов и входом формирователя импульсов , подключенного выходом к управ§ ляющему входу экспоненциального интерполятора , выход которого являет (О ся выходом функционального генератора , а сигнальньш вход соединен с выходом коммутатора. 2. Генератор по п. 1, отлИчающийся тем, что экспоненциальный интерполятор содержит выходной повторитапь, накопительный 1С :конденсатор, ограничительный резистор и ключ, сигнальный и управляющий о 00 о 00 входы которого являются сигнальным и управляю15им входами экспоненциального интерполятора, а выход ключа через ограничительный резистор соединен с входом выходного повторителя и первой обкладкой накопительного конденсатора, подключенного второй обкладкой к шине нулевого потенциала функционального генератора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК . атее»

/. тц тн ц

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

<21) 3608514/18-24 (22) 22.06.83 (46) 23. 10.84. Бюл. ¹ -39 (72) А.Я. Стерлин, Б.П.Подборонов, С. А. Орехов и В.Х.Мушкетов (53) 681. 335(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 394808, кл. 5 06 G 7/26, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 868786, кл. G 06 Q 7/26, 1980.

3. Авторское свидетельство СССР №- 926679, кл. G 06 С 7/26, 06 1 3/00 1980 (прототип). (54)(57) 1. ФУНКЦИОНАЛЬННИ ГЕНЕРАТОР, содержащий первьп» и второй регистры, подключенные информационными входами к шине ввода кодов узловых значений функции, а выходами — к входам первого и второго цифроаналоговых . преобразователей соответственно, выходы которых соединены с входами резисторной матрицы, подключенной выходами к информационным входам коммутатора, соединенного управляюшими входами с выходами разрядов реверсивного счетчика, подключенного выходом признака обнуления к входу управления записью первого регистра и к входу элемента ИЛИ, а выходом признака переполчения — к входу управления загисью второго регистра и к второму входу элемента ИЛИ, выход которого является выходом сигнала инициации функционального генератора и соединен с входом управления заÄÄSUÄÄ 1120308 А

g 11 С 05 G 7/26 G 06 J 3/00 писью третьего регистра, подключенного информационным входом к шине ввода кода длительности участка, а выходом — к входу управляемого генератора импульсов, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения функций, в него дополнительно введены экспоненциальный интерполятор, фор— мирователь импульсов и делитель частоты, соединенньп выходом с входом реверсивного счетчика, а входом — с выходом управляемого генератора импульсов и входом формирователя импульсов, подключенного BblxopoM к управляющему входу экспоненциального ине терполятора, выход которого являетон ннноцом Фуннцнонацьного генерато- Я ра, а сигнальньп вход соединен с

С: выходом коммутатора.

2. Генератор по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что экспоненциальный интерполятор содержит вы- Р ходной повторитель, накопительный @юЙ .конденсатор, ограничительный резис- Я тор и ключ, сигнальный и управляющий входы которого являются сигнальным и управляющим входами экспоненциального интерполятора, а выход ключа через ограничительный резистор сое- ©© динен с входом выходного повторителя и первой обкладкой накопительного конденсатора, подключенного второй обкладкой к шине нулевого потенциала функционального генератора.

Ф 1 ?

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение, в частности, в гибридных вычислительных и управляющих системах для воспроизведения функций, заданных кодами узловых значений ординат и длительностей участков аппроксимации.

Известен функциональный генератор, содержащий генератор импульсов, реверсивньгй счетчик, дешифраторы, блок памяти, регистры и цифроаналоговые преобразователи Е1 3.

Известен также функциональный I енератор, содержащий счетчик. регистр,1 кОммутатор и выходной цифроаналоговый преобразователь (? ).

Недостатком известных функциональ-нЫх генераторов является пониженная точность генерирования функции за счет кусочно-ступенчатого характера аппроксимации, что, в частности. приводит к вредному возбуждению при использовании генераторов в качестве задатчиков программ в системах автоматического управления.

Наиболее близким к предлагаемому является функциональн!.:й генератор, содержащий первый и второй регистры, подключенные информационными ьходами

ЗО к шине ввода кодов узловых значений функции, а выходами — к входам пер— вого и второго цифроаналоговых преобразователей соответственно, выходы которых соедичены с входами резисторной матрицы, подключенной выходами к информационным входам коммутатора, соединенного управляющими входами с выходами разрядов реверсивного счетчика, выходы признаков переполнения и обнуления которого объединены (с помощью элемента ИЛИ) в общий выход переполнения реверсивного счетчика, являющийся выходом сигнала инициации функционального генератора и

4с соединенный с входом управления записью третьего регистра, подключенного информационным входом к тине ввода кода длительности участка, а выходом — к входу управляемого генератора. Входы управления записью пер-50 ного и второго регистров, в случае воспроизведения на кая;дом участке аппроксимации одного и того же типа функции, например, отрезка прямой,, подключены к выходам признаков обнуления и переполнения реверсивного

1 счетчика соответственнс, соединенно.го входом с выходом управляемогo ге2

НЕРатОРа ИМПУ: ЬСОВ, ЛИНВ. ВВОДа КОЦОВ через соответствующие буферные регистры подключены к ьыходсм управляющегс микропроце "сора соединенноI n входом с выходом =èãíàëà инициации функционального генератора. Кроме этого, для случая воспроизведения на Отдельных участках аппроксимации различных типОВ ф5нкций qi> íêöHoíÿ!Iü ный генератор содержит цополнитель/ ные реэисторные матрицы, коммутаторы„регистры и переключатели P3 ).

Недостатком известного устройстIJH являеTñÿ пониженная точность изэа кусочно- тупенчатого характера отработки кажпого иэ участков аппроксимации.

Цель изобретения — повышение точности вопроизведения функций.

Поставленная цель достигается тем, чтс в функциональный генератор,. содержащий первый и второй регистры, подключенные информационными входами к шипе ввода кодов узловых значений функции, а Выходами — K Входам первого и Второго цифроаналоговых преобразователей соответственно, Выходы которых соединены с Входами резистОрнОи матриць.q подк 1юченнои

Выходами K информационным входам KQM мутатора, сосдиненногс управляюшими входами ", выходами разрядов реверсивного счетчика, подключенногo выходом признака обнуления к входу управления записью первого регистра и к

Входу элемента ИЛИ, а выходом признака переполнения — к Входу управления записью второго регистра и к второму входу элемента ИЛИ, zIIõoä которого является Выходом сигнала инициации функционального гF íåðÿòoðà H соединен с входом управления =--IIHoüþ третьего регистра, подкл:оченного информационным входом к шине ввода

1 кода длительности участка а выходом,к входу управляемого генератора им пульсов, дополнительно Введены экспоненциальный ин.: ерполятор,, формирователь импульсов и делитель частоты соединенный выхо;,.".,ом с Входсм реверсивнОГО счетчика, а вхОдом с эс4хо дом управляемого ген ратора импульсов и входом формирователя импульсоь, подключэнногo выходом K управляюще->".у входу экспоненциального интерполятора, выход которого является вы-. ходом функционального генератора, сигнальный вход соединен с выходом

1ко..:мутатора.

308 4 ляющим входом к входу генератора 13, а сигнальным входом — к шине опорной частоты. Реверсивный счетчик 8 содержит собственно счетчик (например типа 155ИЕ7) с выходами обнуления и переполнения, триггер реверса и вентили для переключения подсчитываемых импульсов с прямого входа на реверсивный. функциональный генератор работает следующим образом.

Перед началом работы обнуляются регистры 1, 2 и 11, счетчик 8 и конденсатор 20. Сигнал с выхода признака обнуления счетчика 8 поступает на управляющие входы регистров 1 и

11 и на выход 10 инициации, разрешая запись в регистр 1 кода ординаты конечной точки первого участка аппроксимации, а в регистр 11 — кода длительности первого участка аппроксимации. По сигналу Пуск (цепи приведения узлов в исходное состояние и запуска функционального генерато— ра (не показаны} включается генератор

13, частота следования импульсов на выходе которого соответствует коду регистра 11. Счетчик 8 подсчитывает импульсы, рошедшие через делитель !4 частоты, и формирует линейно возрастающий от нуля до максимального значения код разверки первогo участка аппроксимации, поступающий на управляющие входы коммутатора 7. Последний переключает выходы матрицы 6 таким образом, что напряжение íà его выходе изменяется ступенчато от нуля (напряжение на выходе преобразователя 5) до напряжения, соответствующего коду ординаты конечной стенки первого участка апгроксимации (напряжение на выходе преобразователя 4).

При достижении счетчиком 8 максимального значения сигнал с выхода признака переполнения счетчика переводит его в режим вычитания импульсов и поступает на управляющие входы ре гистров 2 и 11 и на выход 10 инициации, разрешая завись в регистры 2 и

11 кодов ординаты конечной точки и симации.

Далее функциональный генератор работает аналогично описанному, однако rro мере уменьшения содержимого счетчика 8 коммутатор 7 переключает выходы матрицы 6 в обратном порядке.

В результате напряжение на выходе коммутатора 7 изменяется ступенчато

3 11?0

При этом экспоненциальный интерполятор содержит выходной повторитель, накопительный конденсатор, ограничительный резистор и ключ, сигнальный и управляющий входы кото5 рого являются сигнальным и управляющим входами экспоненциального интерполятора, а выход ключа через ограничительный резистор соединен с входом выходного повторителя и первой обкладкой накопительного конденсатора, подключенного второй обкладкой к шине нулевого потенциала функционального генератора.

На чертеже изображена блок-схема функционального генератора.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 регистры, подключенные информационными входами к шине 3 ввода кодов узловых значений функции, а выходами — к входам первого 4 и второго 5 цифроаналоговых преобразователей, выходы которых соединены с входами резисторной матрицы 6, подключенной выходами к информационным входам коммутатора 7, соединенного управляющими входами с выходами разрядов реверсивного счетчика 8, подключенного выходом признака обнуле, ния к входу управления дозаписью ре30 гистра 1 и к входу элемента ИЛИ 9, а выходом признака переполнения — к входу управления записью регистра 2 и к второму входу элемента ИЗЖ 9.

Выход последнего является выходом 10 сигнала инициации функционального генератора и соединен с входом управления записью третьего регистра 11, подключенного информационным входом к шине 12 ввода кода длительности участка, а выходом — к входу управляемо-о генератора 13 импульсов.

Делитель 14 частоты соединен выходом с входом счетчика 8, а входом— с выходом генератора 13 и входом формирователя 15, выход которого подклю-45 чен к управляющему входу экспоненциального интерполятора 16, соединенного сигнальным входом с выходом коммутатора 7. Интерполятор 16 выполнен на выходном повторителе 17, клю- 50 длительности второго участка аппрокче 18 и апериодическом звене, содержащем ограничительный резистор 19 и накопительный конденсатор 20. Формирователь 15 импульсов может быть выполнен на триггере 21 и элементе 22 задержки. Управляемый генератор 13 может быть выполнен на управляемом делителе частоты, подключенном управ1120 М8 от напряжения, соответствующего ардинате конечной точки первого участка аппроксимации, да напряжения, соответствующего ардинате конечной точки второго участка аппроксимации (напряжение на выходе преобразователя 5!. Переход к отработке следующеpro ysастка и реверс счетчика 8 осуществляются в момент обнуления счетчика 8 по сигналу с выхода El"o признака обнуления и т.д.

В процессе работы за время, соответствующее пребыванию коммутатора 7 в каждом устойчива:. состоянии, на вход формирователя 15 последовательно поступают импульсы с выхода управляемого генератора 13, числа которых равна коэффициенту деления делителя 14. По приходу каждого такого импульса формирователь 15 вырабатывает импульс постоянной длительности (величина которой зависит ат времени задержки элемента 22), поступающий на управляющий вход интерпалятора 16 и замыкающий ключ i8.

За время действия импульса постоянной длительности конденсатор 20 частична заряжается (или разряжается) па экспоненцнальнои",закону током„. величина которого зависит от номинала резистора 19 и разности потенциалов нЪ выводах этога резистора. Па мере поступления импульсов на управляющий вход интерполятора 16 напряжение на обкладках конденсатора 20 последовательно изменяется да величи ны, соответствующей выходному напряжению коммутатора 7. Длительность импульсов на выходе формирователя 15 не превышает величины периода максимальной частоты следования импульсав на выходе управляемого генератоpii. 11. Суммарная длительность импульсов с выхода формирователя 5 за время между двумя саседнимк переключениями коммутатора 7 выбирается т .sxoй, чтобы к моменту времени очереднсго переключения коммутатора напряжение на конденсаторе 20 совпала (с заданной точностью) с напряжением на выходе коммутатора 7. Напряжение на конденсаторе 20 через повторитель 17, обладающий высоким входным сопротивлением, поступает на выход функционального генератора.

Таким образом, за время. между двумя ссседними переключениями коммутатора изменение выходного напряжения функционального генератора носит кусочна-экспоненциальный характер, более близкий к аппроксимации функции, чем скачкообразный характер изменения напряжения на выходе известнога функционального генератора, что и определяет повышение точности генерирования заданных функций. При этом формирование выходного напряжения . на каждом ин ервале времени между двумя соседними переключениями комьб татара в виде последовательности экспаненциальных отрезков (числа ко— торых равно коэффициенту деления де лителя частоты), каждый из которых а-дрчяется от цругога соответствующим отрезком прямой, позволяет абеспечить высокую точность генерирования заданной функции в шираком диапазоне изменения частоты генератора, т.е. в пжроком диапазоне изменения ,длительностей участков аппаксимации, и дополнительно сгладить ступенчатые возмущения.

l120308

Составитель С.Казинов

Редактор И.Николайчук Техред Ж.Кастелевич Корректор В сутяга

Заказ 7740/35 Тираж 841 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4