Функциональный генератор

 

Изобретение относится к импульсной аналоговой технике и может быть использовано в качестве формирователя импульсов , аппроксимирующих гиперболическую функцию времени для частотомеров а также в других вычислительных устройствах . Изобретение позволяет повысить быстродействие за счет уменьшения времени подготовки начальных условий в зкспоненцнальньгх преобразователях , образованных RC-цепями, состоящими из конденсаторов 1 ,. in и резисторов 2,) , .. . 2 , подключаемых к первому входу дифференциального усилителя 7 с помощью клк1чей 4,.,.. 4г, в моменты времени, определяемые временным распределителем 6. Время подготовки уменьшается за счет малого выходного Сопротивления масштабных усилителей 5,. .. ,5„ ,подключен-- ных к конденсаторам Ц , . . . , Ц RC- цепей с помощью ключей 3 , . .., 3 п ) лод действием сигналов с инвертирующих выходов временного распределителя 6. 2 ил. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1511 4 С 06 G 7/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 4180966/24-24 (22) 12.01.87 (46) 23.09.88. Вюл. Ф 35 (71) Куйбьппевский авиационный институт им. акад. С.П. Королева (72) В.А. Медников, А,П. Порынов и А.И. Меркулов (53) 681.335(088.8) (56) Гитис Э.И. Преобразователь информации для электронных цифровых вычислительных устройств.-M.: Энергия, 1970 с.370-372, рис. 7-14.

Авторское свидетельство СССР

9 1067512, кл. G 06 G 7/26, 1982. (54) ФУНКЦИОНАЛЪНЫИ ГЕНЕРАТОР (57) Изобретение относится к импульсной аналоговой технике и может быть использовано в качестве формирователя импульсов, аппроксимирующих гиперболическую функцию времени для частотомеров

„„SU„„1425727 д1 а также в других вычислительных устройствах. Изобретение позволяет повысить быстродействие за счет уменьшения времени подготовки начальных условий в экспоненциальных преобразователях, образованных RC-цепями, состоящими из конденсаторов 14,... и резисторов 2,...2„, подключаемых к первому входу дифференциального усилителя 7 с помощью ключей 41,...

4„ в моменты времени, определяемые временным распределителем 6. Время подготовки уменьшается за счет малого выходного сопротивления масштаб: ных усилителей 5„ 5„,подключен-.ных к конденсаторам 1,..., 1п RCцепей с помощью ключей 3„,. ° ° ф3п .под действием сигналов с инвертирующих выходов временного распределителя 6. 2 ил.

1425727

Изобретенные относится к импульсной аналоговой технике и может быть использоваио в измерительной технике в качестве формирователя импульсов, аппроксимирующих гиперболическую функцию для частотомеров, а также в вычислителььъы системах для об" работки аналоговой информации.

Цель изобретения — повышение Ж быстродействия устройства.

На фиг. 1 представлена функцио-. нальная схема функционального генератора; на фиг. 2 временные диаграм-! мы, отражающие сущность его работы.

Функциональный генератор содержит и накапливающих конденсаторов 1, и зарядных резисторов 2, и разрядных

3 и и выходньгк 4 ключей, и масштаб-

BbIz усилителей.5, PB|-IIpppp HT83Ib б с группой прямых и инверсных выходов временной дифференциальный усилитель 7, информационньп вход 8 и выход 9 генератора, вход 1О запуска.

Функциональный генератор. работает, следующим образом.

Приходящий на вход 10 запуска запускающий импульс (импульс синхронизации) поступает на вход временного распределителя 6, который сбрасывается и удерживается в сброшенном состоянии в течение действия запус: кающего импульса (фиг. 2а, момент

tq -t,q) по окончании которого запускается временной распределитель 6, и на его соответствующих входах в определенные моменты времени форми; руются импульсы напряжения, управляю щие работой соответствующих разрядных и выходных ключей, В соответствии с заранее заложенной во временной распределитель 6 программой его работы во времени, с момента времени t, до момента 1з на всех прямых выходах временного распределителя 6 присутствуют низкие уровни напряжений (уровни логического

"О",фиг.2 б — г), поступающие на уп-равляющие входы соответствующих ра"-рядных ключей ". На всех иййерсньп: выходах временного распредел " ля 6 с момента, времени tz po моме-. та т,; присутствуют высокие уровни напряжений, (уровни логической "1 ), ко55 торые поступают на управляющие входы соответствующих выходных ключей 4., При этом с момента времени t до момента t низкими уровнями напряжений на управляющих входах разрядные ключи 3 замкнуты, а выходные ключи

4 высокими уровнями напряжений на своих управляющих входах разомкнуты.

С момента tq в соответствии с одним из возможных вариантов программной работы временного распределителя 6, на его первом прямом выходе появляется импульс высокого уровня напряжения, а на первом инверсном выходе временного распределителя б формируется импульс низкого уровня напряжения. Длительность. этих импульсов равна

6tg — 1г1 где д — заложенный в программу работы временного распределителя 6 момент времени окончания импульсов напряжения на его первых выходах.

В течение действия этих импульсов напряжения, поступивших на управляющие входы разрядного 3 и выходного

4 ключей, разрядный ключ 3 размыкается, а выходной ключ 4 замыкается.

При этом конденсатор 11 начинает заряжаться от источника входного напряжения У „ через резистор 2 по экспоненциальному закону, аппроксимирующему гиперболический закон изменения напряжения

U„= (1 — К..„)К„ гце К и К вЂ” масштабные коэффици,1 енты, в первом временном интервале аппрок. симации At< = tq - t .„ íà÷è÷àÿ с начального напряжения U U ÄÄ = К„1 — ехр к где К„Ug -Б, р

U величина напряжения входного источнюса напряжения, Я вЂ” величина сопротивления резистора 2, С вЂ” величина емкости конденсатора 4 д- интервал времени задержки начала формирования напряжения Б „ „, формируемый временным распределителем

6 (и равный Т „, = tz — t) с целью расширения первого временного ин1425727 тервала аппроксимации

ht = 1,4 — tp B KOTOpOM осуществляется наилучшее приближение экспаненциальнай функции U „ „. к гипер5 боле U„, и величину ь,щ, целесообразно выбирать из соотношения зад = Тица °

l причем Т щ — минимальный период повторения входных запускающих импульсов (синхроимпульсов); — выходное напряжение масштабного усилителя 5„, определяемое согласно выражению Uq, = р У »,, причем

1н — коэффициент передачи масштабного усилителя 5 .

Через выходной ключ 4q, замкнутый в течение первого временного интервала аппроксимации ь » (с момента t до момента t4 ), напряжение с конденсатора 1 проходит иа выходную шину

9 функционального генератора. 25

Максимальное время Тм, моделирования устройством гиперболической зависимости разбивается программной работой временного распределителя 6 на последующие временные интервалы дб аппроксимации at = ts — t4, аС,, = — Сг, ° .., аС„= 1„— 1„„, в каждом из которых производится аппроксимация гиперболической зависимости

7, отдельными экспонентами, формируемыми соответствующими экспоненциальными преобразователями устройства от второго до п-ного.

В экспоненциальных преобразовате-, лях от второго п-го, работа которых аналогична работе первого экспоненциального преобразователя, соответствующие конденсаторы 1 начинают экспоненциальный заряд по закону, аппроксимирующему гиперболический с началь- р5 .ных напряжений: са тору 1 соответствующимии разрядными ключами 3.

Каждый конденсатор формируег экспоненциальную функцию, аппроксимирующую гиперболическую, в единственном интервале, отведенном для него программной работой временного распределителя. 6.

Последовательно формируемые на конден атарах 1 экспоненциальные напряжения, аппроксимирующие гиперболическое в каждом соответствующем временном интервале аппроксимации, проходят через соответствующие выходные ключи 4, последовательно замыкаемые низкими уровнями напряжений импульсов, поступающих на их управляющие входы с соответствующих инверсных выходов временнога распределителя 6 по заданной программе ега работы.

При этом на выходе 9 генератора формируется кусочно-экспоненциальнае напряжение, аппроксимирующее гиперболическое 7 .

Номинальные величины емкостей конденсаторов 1, резисторов 2, коэффициентов передачи масштабных усилителей 5, а также программу работы временного распределителя 6 выбирают из условий получения на выходной шине

9 устройства кусочно-экспоненциальнага напряжения, аппроксимирующего . гиперболическое с минимальной погрешностью в течение максимального времени Т моделирования обратной зависимости напряжения от времени.

Выходная функция формируется на усилителе 7.

По отношению к известному предлагаемое устройство обладает более высоким быстродействием за счет значительно меньшего времени восстановления исходного напряжения конденсатора первого экспоненциальнага преобразователя па причине независимости выбора в предлагаемом устройстве величины времени восстановления исходного напряжения конденсатора пер0 ваго экспоненциального преобразователя от наперед заданных параметров: временного диапазона моделирования гиперболической зависимости, коли чества интервалов аппроксимации, от масштаба представления гиперболической зависимости по амплитуде.

Пс -< мин

П„ = Usx»

Ug

4- " мин

UÄ = у 4» где / Ф Р 9 ф(э °

3 коэффициенты передачи масштабных усилителей

5, равных напряжениям соответствующих источ-, ников, коммутируемых к соответствующему конденФормула из обретения

Функциональный генератор, содержащий временной распределитель, йю

® ФЭ!

Д Чаи ф АаЮ

<1 юм9) Ц а (иву амз

4a ta Фю ф

4tvet

Составитель С. Белан

Техред Л.Олийнык Корректор А. Обручар

Редактор М. Бланар

Заказ 4774/50 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород„ ул. Проектная, 4

5 14257 вход которого является входом запуска генератора, и выходных ключей, выходы которых объединены, и зарядных резисторов, n,íàêàïëèâàþùèõ конденсаторов, и разрядных ключей, управляющие входы которых подключены к соответствующим прямым выходам временного распределителя, соединенного инвертирующими выходами с управляющими входами соответствующих п выходных ключей, информационные входы которых подключены к общим выводам соответствующих и зарядных резисторов и соответствующих п накапливающих 1б ! конденсаторов, причем вторые выводы и накапливающих конденсаторов соеди нены с шиной нулевого потенциала, отличающий с я тем, что, с

27 6 целью повышения быстродействия генератора, в него введены и масштабных усилителей и дифференциальный усилитель, выход которого является выходом генератора, инвертирующий вход соединен со свободными выводами и зарядных резисторов и информационным входом. генератора, соединенным с входами и масштабных усилителей, а неинвертирующий вход дифференциального усилителя соединен с объединенными выходами и выходных ключей, выходы и масштабных усилителей через соответствующие и разрядных ключей подключены к общим выводам соответствующих и зарядных резисторов и соответствующих и накапливающих конденсаторов.