Функциональный генератор

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для генерации функциональных зависимостей. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет возможности генерирования функциональных зависимостей на заданном диапазоне изменения аргумента. Генератор содер-, жит регистр частоты, счетчик-делитель , управляемый генератор импульсов, делитель частоты на два, элементы И, элементы ИЛИ,.элемент НЕ, реверсивный счетчик, схемы сравнения, триггеры знака, крутизны, горизонтального участка, режима, -разрешения выдачи результата, регистры начального и конечного значений, элементы И-ИЛИ группы, I ил, . .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 6 06 Р 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ..

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4151899/24-24 (22) 25,11.86 (46) 15,07.88. Бюл. У 26 (72) Д.Н.Дудин, В.П.Сединкин и П,И.Бородин (53) 681,32 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1191904, кл. G 06 F 1/02, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 732912, кл. G 06 F 1/02, 1977. (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для генерации функциональных зависимостей. Целью изобре„„SU„„3410011 тения является расширение функциональных воэможностей за счет воэмож" ности генерирования функциональных зависимостей на заданном диапазоне изменения аргумента. Генератор содержит регистр частоты, счетчик-дели" тель, управляемый генератор импульсов, делитель частоты на два, элементы И, элементы ИЛИ, элемент НЕ, реверсивный счетчик, схемы сравнения, триггеры знака, крутизны, горизонтального участка, режима, разрешения выдачи результата, регистры начального и конечного значений, элементы -KIH группы. 1 ил.

141ОО1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для генерации функциональных зависимостей.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет возможности генерирования функциональных зависимостей на заданном ,интервале изменения аргумента. 10

На чертеже изображейа функциональная схема генератора.

Генератор содержит регистр 1 час, тоты„ счетчик-делитель 2, управляе, мый генератор 3 импульсов, делитель ! 4 частоты на два, элементы И 5 и 6, элемент ИЛИ 7, элемент НЕ 8, элемент

ИЛИ 9, элементы И 10 — 12, реверсив, ный- счетчик 13, схемы 14 — 17 сравне" ния, триггеры знака 18, крутизны 19, ! горизонтального участка 20, режима 21, элемент ИЛИ 22, регистр 23 началь ного значения, схему 24 сравнения, регистр 25 конечного значения, схему

26 сравнения, триггер 27 разрешения 25 выдачи результата, элементы И-ИЛИ 28 группы, элементы ИЛИ 29, элементы

И 30 и 31, информационный вход 32 генератора, выход 33.генератора.

Управление функциональным генерато-30 ром осуществляется в следующей последовательности.

1 . Кнопкой "Сброс" схема приводится в исходное состояние (сигнал

"Сброс" ).

2. Переключателем режима задается вид формирования кода; синусоидально: изменяющегося напряжения (сигнал

sin).; линейно:изменяющегося напряжения (сигнал ЛИН ).

3. Кнопкой "ЗП" (т.е. по сигналу

"ЗП") по входу 32 вводится соответствующий код (набранный на клавиатуре): для режима sin — код частоты огибающей; для режима "ЛИН" - код скорости изменения.

4. Кнопкой "ЗП,НАЧ,ЗНАЧ" по входу

32 вводится соответствующий кодт для режима sin — код начального значения и знак; для режима "ЛИН" - код на50 чального значения и знак. При формировании синусоидального напряжения с начальным углом, равным О, код начального значения не вводится.

5. Кнопкой "ЗП.КОИ,ЗНАЧ" по входу 32 вводится код конечного значения, набранный на клавиатуре, а так -же переключателем устанавливается разрешение сравнения конечного значе1 г ния (сигнал "PA3P,СРАВН.KOH" ) . При непрерывном формировании функций код конечного значения и разрешение сравнения не вводятся.

6. Кнопкой "Пуск" дается разрешение на начало формирования функций.

Сигнал "Пуск" формируется по импульсу "Имп.пуск" на триггере (не показан). В качестве клавиатуры, с которой вводятся данные, можно использовать набор кнопок с преобразованием десятичного кода в двоичный и записью, его в регистр памяти.

Функциональный генератор работает следующим образом.

Рассмотрим формирование кодов синусоидапьного напряжения с начальным углом, равным Оо.

После приведения схемы в исходное состояние (по цепи "Сброс" ) последовательно заносится вся необходимая информация: в регистр 1 частоты заносится код частоты огибающей синусоидального напряжения (сигналом начальной установки ЗП); в регистр 23 на- . чального значения и в триггер 18 знака по установочному входу (через элемент И 31) заносится код начального значения и знак или фаза генерируемой функции (сигналом "ЗП.НАЧ, ЗНАЧ").

Счетчик-делитель 2 находится в ис" ходном,состоянии в режиме параллельной записи по информационным входам, так как при отсутствии команды

"Пуск" через элементы НЕ 8и ИЛИ 9 пос,тупает разрешение на его вход парал-! лельной записи. Таким образом, до появления команды "Пуск" в счетчикеделителе 2 записан код частоты огибающей синусоидального напряжения.

По команде "Пуск" с выхода генерато.ра 3 через элементы И 5 и ИЛИ 7 на вход С счетчика-делителя 2 поступают импульсы с частотой, обеспечивающей крутизну 1-ro участка аппроксимации.

При этом счетчик-делитель 2 перехо" дит в счетный вычитающий режим, так как с его входа записи по команде

"Пуск" снимается сигнал, разрешающий параллельную запись. При вычитании до нуля на выходе переноса счетчикаделителя 2 появляется импульс, который через второй вход схемы ИЛИ 9 поступает на вход счетчика-делителя

2, вновь записывая в .нем код регист- 1 ра 1 частоты. Таким образом, на выходе CH счетчика-делителя 2 частота

45 з 141001 импульсов зависит от заданной час" тоты.

Одновременно по команде "Пуск" на выходе схемы 24 сравнения появляется

5 сигнал равенства начального и текущего значений, который устанавливает триггер 27 в единичное состояние, разрешающее прохождение кода с реверсивного счетчика 13 через выходные . 1p элементы И-ИЛИ 28 на выход.

Триггер 21 режима, находясь в нулевом состоянии (по цепи "Сброс" че" рез элемент ИЛИ 22), разрешает прохождение импульсов со счетчика-делителя 2 через элемент И 10 на счетный вход прибавления единицы реверсивного счетчика 13, обеспечивая в нем режим сложения. Таким образом, при поступлении на вход реверсивного 2р счетчика 13 импульсов заданной частоты на его выходе формируются коды линейно нарастающего напряжения (1-й участок аппроксимации), которые через выходные элементы И-ИЛИ 28 пос- 25 тупают на выход функционального генератора.

В момент накопления в реверсивном счетчике 13 кода, равного эталонному коду схемы 14 сравнения (эталонный 30 код 2), на выходе последней появляется сигнал, который переводит триггер

19 крутизны по входу С в единичное состояние, запрещающее прохождение, импульсов с генератора 3 через элемент И 5 и разрешающее прохождение импульсов с генератора, 3 через дели" тель 4 и элементы И 6 и ИЛИ 7 на вход счетчика-делителя 2.

Таким образом, частота выходных 40 импульсов счетчика-делителя 2 умень,шается в два раза, что обеспечивает крутизну 2-го участка аппроксимации.

В момент накопления в.реверсивном счетчике 13 кода, равного эталонному коду схемы 15 сравнения (эталонный код 3), на выходе последней появляет- ся сигнал, который переводит триггер горизонтального участка 20 по входу

С B единичное состояние запрещающее бб с нулевого выхода прохождение кодов реверсивного счетчика 13 через эле-" менты И"ИЛИ 28 и одновременно уста". навливающее с единичного выхода на выходах элементов И-ИЛИ 28 код, со". ответствующий горизонтальному участку аппроксимации.

В момент накопления в реверсивном счетчике 13 кода, равного эталонному

1 4 коду схемы 16 сравнения (эталонный код 4), на выходе последней появляется сигнал, который через элемент ИЛИ

29 переводит триггер 21 режима в единичное состояние, запрещающее с нулевого выхода прохождение импульсов со счетчика-делителя 2 через элемент

И 10 на вход прибавления единицы реверсивного счетчика 13 и разрешающее с единичного выхода прохождение импульсов со счетчика"делителя 2 через элемент И 11 на вход вычитания единицы реверсивиor о счетчика 13, обеспечивая в нем режим вычитания. Процесс продолжается в обратном направлении,.

После прохождения реверсивным счетчиком 13 т.3 по сигналу схемы 15 сравнения возвращается в исходное состояние (нулевое) по входу С триггер 20 горизонтального участка, который снова разрешает прохождение кода с реверсивного счетчика 13 через выходные элементы И-ИЛИ 28 на выход.

После прохождения т.2 по сигналу схемы 14 сравнения возвращается в исходное (нулевое) состояние по входу

С триггер 19 крутизны, запрещающий прохождение импульсов с делителя 4 через элемент И 6 и разрешающий прохождение импульсов с -генератора 3 через элемент И 5, обеспечивая крутизну 5-ro участка аппроксимации.

При достижении реверсивным счетчиком 13 кода, равного эталонному коду схемы 17 сравнения (эталонный код 1), на выходе последней появляется сигнал перехода через "0", который через элемент ИЛИ 22 переводит триггер 21 режима в нулевое состояние, запрещающее прохождение импульсов со счетчика-делителя 2 через элемент

И 11 и разрешающее их прохождение через элемент И 10, обеспечивая в ре версивном счетчике 13 режим сложения. Одновременно по сигналу схемы

17 сравнения переводится в противоположное состояние по входу С триггер 18 знака, выход которого является выходом знакового разряда функционального генератора.

Дальнейшая работа функционально-, го генератора повторяется.

По окончании формирования кода сииусоидального напряжения, соответствующего одному периоду, по сигналу схемы 17 сравнения триггер 18 знака по входу С возвращается в исходное

1. : ": ОС11 состояние, и дальнейшая работа снова повторяется, Рассмотрено формирование кодов синусоидального напряжения с О . В случае, если яужен наыльный угол, отличный от нуля, ra код этого угла после приведения схемы в исходное состояяие заносится по входу 32 ..и;налом начальной установки ЗП,ЗНЛ, НАЧ в регистр 23 на«альяого зя.- -a-ft ния. При этом по команде "Пуск" .. .хема 24 сравнения не срабатьва(. а триггер 27 находится э нулевом .-;::тоянии запрещающеь прок =i»;,д . . реверсивного счет-.ика 1 -, =:,е ;.э, г -.-„:;о .;— ные элементы И-ИЛИ 28 яа в:: хо::,.

При достижении реверсквныь..;.четчи"ком 13 кода, равного коду р;;гис р.

23 начал(-ясго значения-, ;,",абаты=а=-:-::.: схема 2ч .сраэяеяия, котс. ая п=-.p çc дит триггер 27 в едиякчя:= состояя-(-, . разрешающее прохождение кода рев"-р-:— сивного счетчика 13 через выхоцяые элементы И"ИЛИ 28 ча выход.

В случае, если нужно выдавать коды синусоидального напряжения яе я рерывно, а закончить на каком-то оп" ределенном угле, то на схему 26 срав-нения подается разрешение сравнения. а код этого угла заносится после приведения схемы в исходное состояние, в регистр 25 конечно".о эяa.-.÷e:(èÿ (сигналом "ЗП.КОН.БНАЧ ), При дос иже .нии реверсивным счетчиком 13 кода. ( равного коду регистра 25 конечного значения, срабатывает схема 26 сраг=:.нения, которая запрещает работу г-нератора 3.

Формирование кодов линейно изменя:c-<О щегося напряжения происходит следующим образом. После приведения схег:ы в исходное

; 1 состояние (по цел Cpo() поспело

Бательяо заносит R вся яеобходт1,„; я информация: в регистр 1 астоты закс

» сится код скорости изменеi-".ия линейно изменяющегося напряжения (силва.ао.::; и н, ЗП ) в ревер явный сттр чик 1 3,лргзлемеят-И 12„ s регистр 23 яа альйого значения, в триггер 18 ".íàêà (через элемент И 31) занос:..-:.тся код я:-чального значения и знак (cûãèàëàì

"ЗП, НАЧ, ЗНА.Ч" :- z. I.",ег:-:с .-..; значения 25:eносятся zop ко.;:-:÷:.-;с го значения и его знак (с;.гяялом "ЗП, КОН.ЗНАЧ"), Схема 6 сравн= íèÿ построеяис та.— кии образом, что., кроме вь:дачи cèë::ÿ яа равенства входных кодов, на ее этором выходе имеется сигнал, указывающий, какой из кодов больше или меньше с учетом знаковых разрядов.

Данный сигнал является признаком возрастания или убывания функции.При одинаковых знаковых разрядах и меньшем по величине коде начального значения яа втором выходе схемы 26 сравнения будет "Лог. О" " гриэнак возрастакщей функции. В остальных случаях яа втором выходе схемы 26 сравнения появится "Лог,1" - признак убывакгцей функции, который по команде

"Пуск" сягяалом " Имп.пуск" чер=ý эле.— менты И 3О и ИЛИ 29 переводит триг" .-ер 21 режима в единичное состояние, обеспечивая в реверсивном ""÷åò÷èêå

13 режим вычитания.

„ Таким образом, в зависимости от записанных кодов начального и конеч= ного значений реверсивный счетчик 13 по команде "Пуск" начинает работать в режиме сложения или вычитания, формируя на выходе коды линейно изменяющейся функции. Так как в реверсивном счетчике 13 и в регистре 23 начального значения записан оцин код, -.о по команде "Пуск" срабатывает схема 24 сравнения, переводя триггер 27 в единичное положение, разрешающее прохож.» деяие кода реверсивчого счетчика 13 через элементы И-ИЛИ 28 на выхоц.Пря переходе реверсивного счетчика 13 через "О" (: 1) срабатывает схема. 17 сравнения, переводя триггер 18 знака по входу С в противоположное состояние и через элемент ИЛИ 22 триггер

21 режима по входу R в нулевое состояние, осуществляя реверс в реверсивном счетчике 13

При достижении в реверсивном счетчике 13 кода, равного коду, записанному в регистр 25 конечного значения, срабатывает схема 26 сравнения, эап": рещая ло 1-му выходу работу генераT!i p2 3 .

Если запретить действие схемы 26 сравнения (снятием сигнала "РАЗР.

СРАВН„КОН"), то получим генератор непрерывной линейно изменяющейся функции, Формула изобретения.

Функциональный генератор, содержащий реверсивный счетчик,, управляемьгй генератор импульсов и три схемы срав"

f4f00lf 8

15

25

50 нения, причем выход реверсивного счетчика подключен к первым информационным входам первой и второй схем сравнения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возмож" ности генерирования функциональных зависимостей на заданном интервале изменения аргумента, в него введены регистр частоты, счетчик-делитель, делитель частоты на два, семь элементов И, четыре элемента ИЛИ, элемент, НЕ, три схемы сравнения, триггер знака, триггер крутизны, триггер горизонтального участка, триггер режима, регистр начального значения, регистр конечного значения, триггер разреше-. ния выдачи результата, группа элементов И-ИЛИ, причем выход реверсивного счетчика подключен к первым информационным входам схем сравнения . с третьей по шестую и к первым входам первой группы элементов И-ИЛИ группы, разряды информационного входа генератора подключены к информационному входу регистра частоты, информационному входу счетчика-делителя, разряды с первого по п-й (n — количество информационных разрядов) информационных входов регистров начального и конечного значений, (n+1)-å разряды информационных входов которых подключе" ны к знаковому разряду информационно. го входа генератора и соединены с первым входом первого элемента И,,выход которого подключен к входу уста" ковки s "1" триггера знака, вход которого подключен к (n+1)-м разрядам первых информационных входов третьей и пятой схем сравнения, выходы которых подключены соответственно к входу установки в "1" триггера разрешения выдачи результата и к управляющему входу управляемого генератора импульсов, выход которого подключен к первому входу второго элемента И и к входу делителя частоты на два, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, вход пуска генератора подключен к вторым входам второго и третьего элементов И, входу разрешения сравнения третьей схемы сравнения и через элемент НЕ к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу записи счетчика-делителя, выход переноса ко" торого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и к первым входам четвертого и пятого элементов И, выходы которых подключены соответственно к входам прибавления единицы и вычитания единицы реверсивного счетчи". ка, вход записи которого подключен к выходу шестого элемента И, вход сбро" са генератора подключен к входам установки в "0" реверсивного счетчика,. счетчика-делителя, регистра частоты, триггера горизонтального участка, триггера разрешения выдачи результата, триггера крутизны, триггера знака, регистров начального и конечного значений и к первому входу второго элемента ИЛИ, .выход которого подклю" чен к входу установки в."0" триггера режима, прямой и инверсный выходы которого подключены соответственно к вторым входам пятого. и четвертого элементов И, выход третьего элемента

ИЛИ подключен к входу установки в

"1" триггера режима, выход триггера разрешения выдачи результата подключен к вторым входам первой группы элементов И"ИЛИ группы,. элементов

И-ИЛИ группы, выход первой схемы сравнения подключен к синхровходу триггера горизонтального участка, прямой и инверсный выходы которого. подключены соответственно к третьему входу первой группы и к первому входу второй группы и-ro элемента

И-ИЛИ группы, выход которого подключен к п-му разряду выхода генератора, выход триггера знака подключен к (и+1)-му разряду выхода генератора, выходы второй и четвертой схем срав" нения подключены соответственно к первому входу третьего элемента ИЛИ и к синхровходу триггера крутизны, прямой и инверсный выходы которого подключены соответственно к третьим входам третьего и второго элемента

И, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу счетчика-делителя, информационный вход которого подключен к выходу регистра частоты, синхровход которого подключен к входу записи значения частоты генератора, выход шестой схемы сравнения подключен к синхро" входу триггера знака и второму входу второго элемента ИЛИ, входы эапи" си начального значения и записи ко" нечного значения генератора подключены к синхровходам регистров соотСоставитель М.Силин

Техред Л.Сердюкова

Корректор М.Пожо

Редактор Е.Копча

Заказ 3480/44

Подписное

Тираж 704

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г,.Ужгород, ; †... Проектная, 4

9 ветственно начальногo H конечного значений, выходы которых подключены соответственно к вторым информационным входам третьей и пятой схем срав нения, вход разрешения сравнения и выход "Больше-меньше" пятой схемы сравнения подключены соответственно к входу разрешения сравнения конечного значения генератора и к первому . входу седьмого элемента И, второй, третий входы и выход которого подключены соответственно к входу импульса пуска генератора, входу режима генерации линейной функции генератора и к второму входу третьеro элемента ИЛИ, 1001 1 10 входы записи начального значения и режима генерации линейной функции ге- . нератора подключены соответственно к первому и второму элементу И, вход

5 режима генерации синусоидальной функ" ции генератора подключен к входам разрешения сравнения первой и четвер" той схем, сравнения, вторые информа"

10 ционные входы шестой, четвертой, первой и второй схем сравнения подключены к входам кодов нулевого значения, точки изменения крутизны,точки перехода к горизонтальному участку и точки перегиба генератора.