Функциональный генератор

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Целью изобретения является расширение области при.менения за счет формирования число-импульсного сигнала с линейно изменяющимся количеством импульсов в пачке. Функциональный генератор содержит генератор 1 пилообразного напряжения, компаратор 2, генератор 3 прямоугольных импульсов, два формирователя 4 и 7 импульсов, реверсивный счетчик 5, цифроаналоговый преобразователь 6, триггер 10 и два распределителя И и 12 им.пульсов. Работа функционального генератора основана на инкрементном нрирашении содержимого счетчика 5 в каждом такте развертки генератора 1 пилообразного напряжения. В результате на выходе компаратора 2 формируется периодический широтно-импульсный сигнал, длительность импульсов которого линейно изменяется во времени, а на выходе генератора 3 формируется число-импульсный сигнал с линейно изменяющимся количеством импульсов в каждой пачке, что обеспечивает расширение области применения функционального генератора. 1 ил. § (О Наклон i 00 О СО о СД to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (so 4 G 06 G 7/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4006948/24-24 (22) 09.12.85 (46) 07.05.87. Бюл. № 17 (75) С. Б. Демин (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 758190, -кл. G 06 G 7/26, 1978.

Карпов P. Г., Карпов Н. P. Преобразование и математическая обработка широтноимпульсных сигналов. М.: Машиностроение, !

977, с. 32, рис. 19. (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Целью изобретения является расширение области применения за счет формирования число-импульсного сигнала с линейно изменяющимся количеством импульсов в пачке. Функциональный генератор содержит генератор 1 пило, SUÄÄ 1309052 А1 образного напряжения, компаратор 2, генератор 3 прямоугольных импульсов, два формирователя 4 и 7 импульсов, реверсивный счетчик 5, цифроаналоговый преобразователь 6, триггер 10 и два распределителя

11 и 12 импульсов. Работа функционального генератора основана на инкрементном приращении содержимого счетчика 5 в каждом такте развертки генератора 1 пилообразного напряжения. В результате на выходе компаратора 2 формируется периодический ш и ротно-и м пул ьсн ы и сигнал, дл ительность импульсов которого линейно изменяется во времени, а на выходе генератора 3 формируется число-импульсный сигнал с линейно изменяющимся количеством импульсов в каждой пачке, что обеспечивает расширение области применения функционального генератора. ил.

1309052

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в системах преобразования формы информации.

Цель изобретения — расширение области применения за счет формирования число-импульсного сигнала с линейно изменяющимся количеством импульсов в пачке.

На чертеже изображена блок-схема функционального генератора.

Устройство содержит генератор 1 пилообразного напряжения, компаратор 2, генератор 3 прямоугольных импульсов, первый формирователь 4 импульсов, реверсивный счетчик 5, цифроаналоговый преобразователь 6, второй формирователь 7 импульсов, вход 8 задания режима работы, вход 9 запуска, триггер 10 (Т-типа), первый и второй распределители 11 и 12 импульсов. Первый распределитель 11 может быть выполнен, например, на двух элементах И-НЕ, а второй распределитель 12 — на двух элементах И и одном элементе НЕ, Устройство работает следующим образом.

Первоначально на входе 8 устройства выставляют цифровой сигнал «Режим» высокого или низкого уровня, полярность которого определяет режим работы устройства.

Будем считать, что при высоком уровне этого управляющего сигнала устройство установлено в первом режиме работы, при «отаром на выходе за цикл генерирования

T« = KV/q, где К вЂ” число тактов генерирования; V/q = At — временная задержка, формируемая аналого-цифровым методом;

V — скорость развертки генератора 1 пилообразного напряжения; q — квант напряжения цифроаналогового преобразователя 6, будет„сформирована дискретная функция

Z = XA, где А; = fpT; — оператор; i = 1,2

l 1

К вЂ” чомер текущего такта генерирования;

fo = 1/То — опорная частота генератора 3 прямоугольных импульсов, Т; = Т . — (i— — 1) At — формируемый i-й временной интерВал Тгпн — период развертки генератора 1 пилообразного напряжения, по закону однотактного интегрирования. При однотактном интегрировании число импульсов N; в пачке импульсов с каждым последующим тактом генерирования уменьшается по линейному закону до минимума, и в следующем цикле Т генерирования этот процесс повторяется, т. е. по физической сущности напоминает заряд интегратора и последующий сброс (разрЯд) его выходного напряжения до нулевого потенциала. Во втором режиме, при котором на входе 8 выставлен управляющий сигнал низкого уровня, на выходе функционального генератора формируется дискретная функция z по закону двухтактного интегрирования. При этом число импульсов N; в каждой последующей пачке импульсов уменьшается по линейному закону до минимума в пределах текущего цикла Ти, а в следующем цикле Т» — число импульсов N, в пачке импульсов — начинает последовательно увеличиваться по линейному закону до начального значения, т. е. физически напоминает работу интегратора в режиме двухтактного (двойного) интегрирования.

Рассмотрим работу функционального генератора в первом режиме. В исходном состоянии выполняется соотношение U» (- Uo„t У„О, где U =0 — выходное начальное напряжение генератора 1 пилообразного напряжения; U . — выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 6, при котором на выходе компаратора 2 будет сформирован сигнал низкого уровня.

Устройство переводится в режим работы при подаче на вход 9 сигнала «Запуск» высокого уровня, который поступает на входы формирователя 7 импульсов и генератора 1 пилообразного напряжения, и произ20 водит установку в исходное состояние счетчика 5, триггера 10 и запуск генератора 1 пилообразного напряжения.

Так, при поступлении управляющего сигнала на вход формирователя 7 импульсов, на его первом и втором выходах будут сформированы разнополярные синфазные импульсные цифровые сигналы. Импульсный сигнал высокого уровня по его первому выходу поступает на вход обнуления счетчика 5 и производит в него запись нулевой двоичной информации. С второго выхода формирователя 7 импульсов сигнал низкого уровня поступает на вход начальной установки триггера 10 и устанавливает его в состояние «1», что приводит к соответствующему переключению распределителя 11, при котором сигналы временных интервалов длительностей Ti--T формируемых на выходе компаратора 2 в соответствующих тактах генерирования T, = Т» ° (i — 7) At, проходят через распределитель 11 на суммирующий вход счетчика 5

"0 Одновременно, по сигналу «Запуск» осуществляется запуск генератора 1 пилообразного напряжения, на выходе которого формируются сигналы Ux пилообразного напряжения заданной скорости 1 развертки и длительности Т-., которые могут задаваться цифровым кодом скорости развертки, поступаемым по шине «Наклон». Выходной сигнал генератора 1 пилообразного напряжения поступает в каждом такте генерирования на первый вход компаратора 2 и сравнивается с опорным напряжением Ь .:, текущего значения, подаваемого на его второй вход с выхода цифроаналогового преобразователя

6, и как только пилообразный сигнал пересечет уровень опорного напряжения, на выходе компаратора 2 будет сформирован сигнал положительного перепада, по которому осуществляется асинхронный запуск генератора 3 прямоугольных импульсов, выполненного по кольцевой схеме на логических

1309052

3 элементах с температурной стабилизацией, и переключение счтечика 5.

Так в первом такте генерирования (i=I) генератор 3 прямоугольных импульсов на своем выходе формирует пачку из

N; = foTi=Al импульсов за интервал времени Tl. По переднему фронту временного интервала TI, который проходит через распределитель 11 на суммирующий вход счетчика 5, производится увеличение его выходного кода на единицу младшего разряда.

Это вызывает соответствующее изменение (увеличение) управляющего опорного напряжения (11 . + д) на выходе цифроаналогового преобразователя 6.

В следующем такте генерирования (1 = 2) на выходе компаратора 2 будет сформирован сигнал временного интервала длительности Т2 = Тl — 1М, а запуск генератора 3 прямоугольных импульсов будет задержан на время I.ht = V/q относительно первоначального момента. Следовательно, генератор 3 прямоугольного импульса формирует пачку из Nz = fo Т2 (Ni импульсов и т. д., т. е. с каждым последующим тактом генерирования i = 3, 4, ..., К число импульсов

N; в пачке импульсов будет линейно уменьшаться при At = const в пределах длительности цикла Т. генерирования выходной дискретной функции z.

По окончании цикла Т«генерирования на выходе переноса счетчика 5 будет сформирован сигнал высокого уровня, который проходит на информационный вход распределителя 12 и в выходную шину стробирования устройства, формируя сигнал «Строб».

Поступая на информационный вход распределителя 12, этот сигнал проходит на вход формирователя 4 импульсов. На его выходе будет сформирован сигнал высокого уровня, который устанавливает счетчик 5 в исходное (нулевое) состояние. В результате на выходе устройства будет завершено формирование линейной дискретной функции по закону однотактного интегрирования. Далее в следующем цикле генерирования все рассмотренные процессы преобразования повторяются аналогично описанному.

Рассмотрим второй режим работы устройства. В этом режиме, как уже было ранее рассмотрено, на выходе устройства генерируется периодическая линейная дискретная функция z = RA; по закону двухтактного

1-! интегрирования . Дл я перевода устройства в указанный режим на входе 8 выставляют сигнал «Режим» низкого уровня.

Этот сигнал поступает на управляющий вход распределителя 12, переключая его таким образом, что сигналы «Строб» с выхода переноса счетчика 5 в конце каждого цикла Т генерирования будут проходить на счетный вход триггера 10. Триггер 10 управляет работой распределителя 11, через который проходят сигналы временных интервалов длительносВ обоих режимах работы осуществляется как формирование число-импульсного сиг10 нала с линейно изменяющимся количеством импульсов в пачке, так и формирование широтно-импульсных сигналов на выходе компаратора 2 с линейным изменением длительности импульсов. Указанное обстоятель15 ство обеспечивает расширение области применения функционального генератора. Область его применения может быть расширена дополнительно за счет использования нелинейного цифроаналогового преобразователя, что позволит формировать аналого20 цифровую задержку Л/=V/д по произвольно му (заданному) закону Ф (1). В результате на выходе устройства за время Т будет сформирована нелинейная дискретная функция

Формула изобретения

55 тей Tl —:Тк компаратора 2 на суммирующий или вычитающий входы счетчика 5, изменяя направление его счета. В результате при таком алгоритме работы счетчика 5 на выходе устройства будет генерироваться периодическая линейная дискретная функция z no закону двухтактного интегрировании.

z=Zfo(Тгпн+(/ — 1)Л1)ф (t) =2A;%(t). а 1=1

Функциональный генератор, содержащий компаратор, первый вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, а второй вход — к выходу цифроаналогового преобразователя, генератор прямоугольных импульсов и триггер, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет формирования число-импульсного сигнала с линейно изменяющимся количеством импульсов в пачке, в него введены переключатель, коммутатор, два формирователя импульсов и реверсивный счетчик, соединенный суммирующим и вычитающим входами соответственно с первым и вторым выходами комму татора, входом запуска — с выходом первого формирователя импульсов, входом обнуления — с первым выходом второго формирователя импульсов, разрядным выходом — с входом цифроаналогового преобразователя, а выходом переноса — с информационным входом переключателя, подключенного управляющим входом к входу задания режима работы функционального генератора, первым выходом — к входу первого формирователя импульсов, а вторым выходом — к счетному входу триггера, вход начальной установки которого соединен с вторым выходом второго формирователя импульсов, а выходы — с управляющими входами коммутатора, подключенного информационным входом к выходу компаратора и входу запуска генератора прямо!

309052

Составитель С. Казинов

Текред И. Верее Корректор А. Зимокосов

Тираж 673 Подписное

Редактор A. Ворович

Заказ !436/43

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 угольных импульсов, выход которого является выходом функционального генератора, вход второго формирователя импульсов и вход запуска генератора пилообразного напряжения соединены с входом запуска функционального генератора.