Функциональный генератор

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - повышение быстродействия. Функциональный генератор содержит интегратор 1, релейный элемент 2, преобразователь 3 треугольного напряжения в синусоидальное, два цифроаналоговых преобразователя 4 и 5, формирователь 6 импульсов, интерфейс 7 ввода -вывода,ждущий мультивибратор 8, элемент ИЛИ 9, два кольцевых счетчика 10 и 13, две группы элементов ИЛИ 11 и 14, три оперативных запоминающих устройства 12, 15 и 17, генератор синхроимпульсов 18, третий счетчик 19, блок 20 обработки данных, постоянное запоминающее устройство 21 и блок 22 задания параметров функции. Принцип действия генератора основан на воспроизведении сигналов прямоугольной, треугольной, синусоидальной и произвольной формы с неравномерным разбиением на участки аппроксимации.Повышение быстродействия обеспечивается за счет параллельного преобразования информации при переходе от одного участка функции к другому. 5 ил.

. СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 С 06 G 7/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHFblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4207816/24-24 (22) 09.03.87 (46) 15,04.89. Бюл. №- 14 (72) В.Г.Алешин, Л.A.Белов, Д,Г.Бухаров, Л.Р,Ноткин; В.Н.Шарапинский и М.Л.Ульпе (53) 681.335(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 926679, кл. С 06 G 7/26, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1341657 кл, G 06 G 7/26, 1986. (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР (57) Изобретение относится к автома-. тике и вычислительной технике. Цель изобретения — повышение быстродействия. Функциональный генератор содержит интегратор 1, релейный элемент

2, преобразователь 3 треугольного напряжения в синусоидальное, два цифроаналоговых преобразователя 4 и

„„SU„„1472924 А1

5, формирователь 6 импульсов, интерфейс 7 ввода-вывода, ждущий мультивибратор 8, элемент ИЛИ 9, два кольцевых счетчика 10 и 13, две группы элементов ИЛИ 11 и 14, три оперативных запоминающих устройства 12,. 15 и

17, генератор синхроимпульсов 18, третий счетчик 19, блок 20 обработки данных, постоянное запоминающее устройство 21 и блок 22 задания параметров функции. Принцип действия генератора основан на воспроизведении сигналов прямоугольной, треугольной, синусоидальной и произвольной формы с неравномерным разбиением на участки аппроксимации. Повышение быстродействия обеспечивается за счет параллельного преобразования информации при переходе от одного участка функции к другому. 5 ил.

1472924

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в приборостроении, радиоэлектронике, в автоматизированных измерительных системах (АИС), автоматизированных системах контроля (АСК), автоматизированных испытательных установках, Цель изобретения — повышение быстродействия за счет параллельного преобразования информации в схемах жесткой логики.

На фиг ° 1 приведена структурная схема функционального генератора;на 15 фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг.3 и 4 — алгоритмы функционирования блока обработки данных; на фиг.5 — возможный вариант выполнения кольцевых счет- 20 чиков, Функциональный генератор содержит интегратор 1, релейный элемент 2, преобразователь 3 треугольного напряжения в синусоидальное, первый 4, второй 5 цифроаналоговые преобразователи, формирователь 6 импульсов, интерфейс 7 ввода-вывода, ждущий мультивибратор 8, элемент 9 ИЛИ, первый кольцевой счетчик 10, первую группу

11 элементов ИЛИ, первое оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 12, второй кольцевой счетчик 13, вторую группу 14 элементов ИЛИ, второе ОЗУ

15, дешифратор 16 нуля, третье ОЗУ

17, генератор 18 синхроимпульсов, третий счетчик 19, блок 20.обработки данных, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 21, блок 22 задания параметров функции.

Кроме того, на фиг.1 приняты следующие обозначения: 23 — адресная шина, 24 — шина данных, 25 — шина управления, 26 — выход сигнала треугольной или произвольной формы, 27 — вы-. 45 ход еигнала синусоидальной формы, 28 — выход сигнала прямоугольной формы.

Кольцевые счетчики 10 и 13 могут быть выполнены, например, на регист- 50 ре 29, реверсивном счетчике 30, элементе ИЛИ 31 и схеме 32 управления, включающей в себя элементы ИЛИ и ИЛИНЕ, причем элемент ИЛИ-НЕ подключен выходом к входу разрешения записи ре-55 гистра 29, первым входом — к стробирующему входу кольцевого счетчика, а вторым входом — к первому входу управления установкой кода кольцевого регистра и первому входу элемента

ИЛИ управления, второй вход которого является вторым входом управления установкой кода кольцевого счетчика, а выход подключен к первому входу элемента ИЛИ 31, выход которого соединен с входом управления начальной установкой реверсивного счетчика 30 (фиг.5).

Функциональный генератор работает следующим образом.

После включения генератора по программе, записанной в устройстве 21, блок 20 устанавливает (см.фиг.З) на втором разряде интерфейса 7 уровень логической единицы =1, чем запрещается срабатывание дешифратора 16 и работа счетчика 19. Одновременно в ячейку устройства 15, адрес которой установлен через группу 11 элементов

ИЛИ, записывается число d =(0 Y ) â котором равны нулю старшие разряды, формируюшие число, которое поступает на преобразователь 5 и образует напряжение Ug на входе интегратора

После этого производится вторичная обработка исходных даннь1х î выходном сигнале, которые сохранились в памя-;. ти устройства 12 после предыдущего включения или ввода. Эти исходные данные представляют собой набор значений абсцисс и ординат линейно-ломаной аппроксимации сигнала Х,Y,Õ,,„

Y,..., Х„„ У » где Х,=О, Ун=Уо, количество точек излома. Кроме того, массив исходных данных содержит значения периода повторения сигнала Т и максимальный размах сигнала Е. Если сигнал должен иметь синусоидальную форму, а Y — его начальное значения, то X „=1, Y М, Х =2, У.1= -М, Х =З, Yg- =Y, где М - максимальное по модулю значение Y. Если период повторения сигнала должен превышать время воспроизведения его ординат, то последним участком линейно-ломаной аппроксимации указывается участок паузы между окончанием предыдущего и началом следующего циклов воспроизведения. Далее с помощью блока

20 на этапе вторичной обработки вычисляются (см.фиг.Зб) значения Кру-. тизны на каждом участке

Y -У11 Š— — ° — i=1 2 ...N

Х -Х ° Т

1 1-1

1472924 и порога срабатывания элемента 2

1; = У; — Б1<, где — время аппаратной задержки между фронтом импульса срабатывания элемента 2 и моментом смены значений крутизны и порога на входах интегратора 1 и элемента 2.

Из значений S; и 1,. формируется число о(, =(S;, 1;), старшие разряды которого представляют S, а младшие 1

Далее числа о(; =(Б,,l.) записываются в последовательные ячейки памяти устройства 15, 15

Если очередная крутизна Б, оказывается нулевой, то производится подсчет общего количества таких участков j =1,2,...n, в устрс " .ство 15 записывается число <; =(О, 1.), а в 20 очередную ячейку устройства 17 записывается значение длительности этого участка t,=(Х;, -Х;)Т. В счетчики 10 и 13 записываются числа N u n соот-. ветственно. 25

Если выходной сигнал должен иметь синусоидальную, треугольную или прямоугольную форму с начальным значением У„ то принимается S,=2 МЕ/Т; 1

=М-Б л1 S =-Б 1 = 1 1 =.Y -Б л ° 30

M=3, п=О.

Если начальное значение У, совпадает с амплитудным значением Y = + М, то количество участков аппроксимации сокращается до двух S 2 МЕ/Т; 1.,=

+М-S S =-S 1 =-1 = +M+S и

1 1 2

N=2, n=0.

Для установки требуемого начального значения У<, на выходе интегратора

1 блок 20 записывает в две соседние 40 ячейки устройства 15, включая ячейzy a< -1, адрессованную через группу

11 элементов ИЛИ, число (О, Y ) и анализирует взаимное расположение фактического напряжения на интеграторе 45

U (см.фиг.2) и требуемого У . Если

<(a1 на младшем разряде d, интерфейса 7 элементом 2 установлена логическая единица, то U « » Y, и для уменьшения значения U надо подать отрица1 тельную крутизну -Б . Если же на этом разряде логический нуль, то следует подать положительную крутизну .S . .Далее в эту же ячейку d устройм ства 15 переписывается число (sS„,1,), 55 где Б — максимальная по модулю крутизна. По достижении напряжением П, порога 1 релейный элемент 2 срабатывает, при появлении переднего фронта его импульса через формирователь

6 и элемент 9 происходит изменение на единицу числа, записанного в счетчик 10, и подключение к преобразователям 4 и 5 следующей ячейки памяти

da, в которой было записано число (О, Y,). .Теперь генератор готов к работе.

После обнаружения сигнала "Пуск" от блока 7 блок 20 посылает на второй разряд интерфейса 7 сигнал логического нуля, чем разрешается работа дешифратора 16. Одновременно производится установка счетчика 10 в состояние, обеспечивающее подключение к преобразователям 4 и 5 первой ячейки массива «,, в которой записано число (S„, 1 ).

В момент времени t, — 7, (см.фиг.2) напряжение U выходного сигнала ин-! тегратора 1 достигает значения 1 и

1 срабатывает элемент 2.

По любому из фронтов выходного сигнала U < элемента 2 формирователь

6 создает короткий положительный импульс (cM U „- на фиг.2), который через элемент 9 !Л приводит к изменению на единицу числа в счетчике 10, задающего следующий адрес в устройстве 15, что приводит к переключению

-крутизны напряжения U интегратора и к установке следующего порога в элементе 2.

В момент t установки новой крутизны напряжения U достигает требуемого значения Y

Если очередная крутизна имеет тот же знак, что и предыдущая (точка t> на фиг,2), то выходное напряжение элемента 2 имеет форму импульса длительностью 7, мультивибратор 8 перебрасывается по его переднему фронту и запрещает на время i, 7 . прохождение на счетный вход счетчика 10 импульса, соответствующего заднему фронту упомянутого импульса элемента 2.

Если в очередном числе,<;все старшие разряды нулевые, т.е. S, О, то устанавливается (см, точку t на фиг.2) значение следующего порога

1;+,, на выходе дешифратора !6 куля возникает напряжение U логической единицы, что приводит к уменьшению на единицу содержимого счетчика 13 и к записи в счетч<:к 19 из устройства

72924

5 14

17 числа t;, пропорционального т11ебуемой длительности участка с нулевой крутизной. Одновременно в счетчике 19 разрешается счет импульсов, поступающих от генератора 18. Импульс окончания счета (см. точку на фиг.2) с выхода счетчика 19 через элемент 9 ИЛИ и мультивибратор 8 изменяет на единицу число в счетчике

10, в результате чего на входах преобразователей 4 и 5 появляются числа

S„, и 1;,„, генератор переходит к формированию следующего участка выходного сигнала. На выходе дешифратора 16 устанавливается напряжение логического нуля, что приводит к изменению на единицу счетчика 13, к записи в счетчик 19 содержимого следующей ячейки ОЗУ 17 и к запрещению счета в счетчике 19.

Поскольку счетчики 10 и 13 выполнены по кольцевой схеме, заданный выходной сигнал автоматически повторяется.

При обнаружении сигнала "Стоп" . блок 20 запрещает работу дешифратора

16 установкой в интерфейсе 7 разряда

d =1 и сбрасывает в нуль входное напряжение U3 интегратора установкой числа, (О, Y ) на устройстве 12.

После этого блок 20 ожидает появления сигнала "Пуск или Ввод .

Таким образом, в схеме фиг.1 можно получать симметричные сигналы треугольной формы (выход 26), прямоугольной (выход 28) и синусоидальной (выход 27).

Изменив настройку преобразователя

3, на выходе 27 можно получить повторяющиеся сигналы, форма которых,определяется упомянутой настройкой, т.е. отлична от синусоидальной формы.

Формула и 3 о б р е т е н и я

30 генератора, генератор синхроимпульсов, соединенный выходом с синхронизирующим входом блока обработки данных, подключенного адресными выходами к адресной шине генератора, входами-выходами данных — к шине данных генератора, а управляющим выходом — к шине управления генератора, постоянное запоминающее устройство, первое оперативное запоминающее устройство и интерфейс ввода-вывода, соединенные адресными входами, входами-выходами данных и управляющими входами с адресной шиной, шиной данных и шиной управления генератора соответственно, блок задания параметров функций, подключенный входамивыходами к старшим разрядам входоввыходов интерфейса ввода-вывода, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены формирователь импульсов, ждущий мультивибратор, элемент ИЛИ, первый и второй кольцевые счетчики, третий счетчик, первая и вторая группы элементов ИЛИ, второе и третье оперативные запоминающие устройства и дешифратор нуля, причем выход релейного элемента соединен с входами первого младшего разряда интерфейса ввода-вывода и формирователя импульсов, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, соединенного вторым входом с выходом обнуления третьего счетчика, а выходом - с входом ждущего мультивибратора, подключенного выходом к счетному входу первого кольцевого счетчика, соединенного выходами разрядов с первыми входами эле» ментов ИЛИ первой группы, подключенных вторыми входами к адресной шине генератора, а выходами — к адресным

55

Функциональный генератор, содержащий два цифроаналоговых преобразователя, выход первого из которых соединен с управляющим входом релейного элемента, выход которого является выходом сигнала прямоугольной формы генератора, интегратор, выход которого является выходом сигнала треугольной формы генератора и подключен к информационному входу релейного элемента и входу преобразователя треугольного напряжения в синусо- . идальнсе, выход которого является выходом сигнала синусоидальной формы входам второго оперативного запоминающего устройства, соединенного выходами первой группы разрядов с циф- . ровыми входами первого цифроаналогового преобразователя, а выходами второй группы разрядов - с цифровыми входами второго цифроаналогового преобразователя и информационными входами дешифратора нуля, подключенного запрещающим входом к выходу второго младшего разряда интерфейса ввода-вывода, а выходом - к счетному входу второго кольцевого счетчика и входу управления установкой кода третьего счетчика, соединенного счетным вхо1472924 дом с выходом генератора синхроимпульсов, а установочным входом - с выходом третьего оперативного запоминающего устройства, подключенного адресными входами к выходам элеменФ тов ИЛИ второй группы, соединенных первыми входами с выходами разрядов второго кольцевого счетчика, а вторыми входами — с адресной шиной генератора, причем первый и второй кольцевые счетчики подключены установочными входами к шине данных генератора, стробирующими входами — к адресной шине генератора, а входами управления установкой кода — к шине управления генератора, а информационные и управляющие входы второго и третьего оперативных запоминающих устройств соединены с шиной данных и шиной управления генератора соответственно.

)472924 (2 (2

Составитель С.Казинов

Редактор Н.Киштулинец Техред Л.Олийнык Корректор Н.Король

Заказ 1713/49 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

tt tt

Производственно-издательский комбинат Патент, r. Ужгород, ул. Гагарина,101