Цифровой генератор периодических функций

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах имитационного и полунатурного моделирования. Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат. Генератор содержит задающий генератор 1, элементы И 2,8,9,15,19,24,25,27,28,32,34, RS- триггеры 3 и 22, счетчики 4, 6, 14, 16, первый 5 и второй 7 блоки сравнения, группу 10 элементов И, элементы ИЛИ 11, 21, 26, 29 элементы задержки 12, 20, 23, 30, 33, дешифратор 13, блок 17 памяти коэффициентов крутизны, блок 18 памяти кодов длительности, элементы НЕ 31, 35. Поставленная цель достигается за счет того, что генератор содержит счетчик 4, блоки 5, 7 сравнения, RS-триггер 3, блок 18 памяти кодов длительности, элементы И 2, 8, 9, 34, элементы задержки 12, 33, элемент ИЛИ 11, элемент НЕ 35. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) ()1) 17015 А1 (51) 4 G 06 F 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

l (21) 4363646/24-24 (22) 12.01.88 (46) 23.10.89. Бюл. У 39 (71) Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмыкова (72) И.М.Криворучко, В.В.Карпенко, Т.А.Митракова, К.Г.Иваненко и Т.И.Карпенко (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 1193652, кл. G 06 F 1/02, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 1187158, кл. С 06 F 1/02, 1983. (54) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР ПЕРИОДИЧЕСlcm уНКЦИЙ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может .быть использовано в системах имитационного и полунатурного моделирова2 ния. Цель изобретения — сокращение аппаратурных затрат. Генератор содержит задающий генератор 1, элементы

И 2,8,9,15,19,24,25,27,28,32,34, RHтриггеры 3 и 22, счетчики 4 ° 6,16,первый 5 и второй 7 блоки сравнения, группу элементов И 10, элементы

ИЛИ 11,21,26,29, элементы задержки

12,20,23,30,33, дешифратор 13, блок

17 памяти коэффициентов крутизны, блок 18 памяти кодов длительности, элементы НЕ 31,35. Поставленная цель достигается за счет того, что генератор содержит счетчик 4, блоки 5,7 сравнения, RH-триггер 3, блок 18 памяти кодов длительности, элементы

И 2, 8, 9, 34, элементы задержки 12, 33, элемент HJIH ll, элемент НЕ 35 °

3 ил.

151701 (Л1 уе ° o > Лз е о ° ° 2 к,,...,к,t)

5 . (Л,, + z,.К,)v х

М (t-t(i l,Д) )v+(t(i Д)-t);

I с- A g — 1 t(i <)

° Î =1 7„- К„

+ (1-1)Т;

55

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в системах имитационного и полунатурного моделирования, преимущественно для имитации входных сигналов, Целью изобретения является сокращение аппаратурных затрат.

На фиг.l представлена функциональ- 0 ная схема цифрового генератора периодических функций; на фиг.2 — временная диаграмма начальной загрузки генератора; на фиг. 3 — временная диаграмма работы генератора. l5

В состав цифрового генератора периодических функций входят задающий генератор 1, элемент И 2, RS-триггер

3, счетчик 4, первый блок 5 сравнения, счетчик 6, второй блок 7 сравне- !О ния, элементы И 8 и 9, группа элементов И 10, элемент ИЛИ ll, элемент 12 задержки, дешифратор 13, счетчик 14, элемент И 15, счетчик 16, блок 17 памяти коэффициентов крутизны, блок 18 памяти кодов длительности, элемент

И 19, элемент 20 задержки, элемент

ИЛИ 21, RS-триггер 22, элемент 23 задержки, элементы И 24 и 25, элемент

ИЛИ 26, элементы И 27 и 28, элемент ЗО

ИЛИ 29, элемент 30 задержки, элемент

НЕ 31, элемент И 32, элемент 33 задержки, элемент И 34 и элемент НЕ 35.

На фиг.1 обозначены вход 36 сигналов сопровождения данных цифрового 35 генератора периодических функций, вход 37 сигнала выбора генератора, группа информационных входов 38 цифрового генератора периодических функций, вход 39 сброса цифрового гене- 40 ратора периодических функций, вход 40 пуска цифрового генератора периодических функций и группа информационных выходов 41 цифрового генератора периодических функций. 45

Цифровой генератор периодических функций вырабатывает периодические функции, описываемые выражением

Л вЂ” Л .1 „К„ а — Л 5

= t(S,0);

1 C °

,. ° ° у o ° О где v,,v — «симметричные единичные функции;

К, — производная генерируе( мой функции на временном интервале (t(i — l,,1 ), t (i,,1 )), определяющая крутизну функции на этом интерв але;

Я, — значение функции,определяющее длительность временного интервала ((i 1),3) t(i.,))) генерируемой функции; начальное значение о функции, определяющее фазовый сдвиг;

Т вЂ” период генерируемой функции;

$ — количество интервалов разбиения задаваемой функции;

I — количество периодов генерируемой функции, Цифровой генератор периодических функций работает следующим образом.

Перед началом работы генератор устанавливается в исходное состояние.

При этом на вход 39 сброса цифрового генератора периодических функций приходит сигнал, который устанавливает в нулевое состояние счетчики 6 и

14 и триггер 3. Кроме того, сигнал с входа 39 поступает через первый вход элемента ИЛИ 11 и через элемент 12 задержки на вход сброса счетчика 4, устанавливая его в нулевое состояние, через второй вход элемента ИЛИ 21 и через элемент 23 задержки на вход установки сброса счетчика 16, а также с выхода элемента ИЛИ 21 на вход сброса RS-триггера 22. При этом последний устанавливается в нуле- .вое состояние, В результате открывается элемент И 15, н закрывается элемент И 25. Кроме того, нулевой адрес на выходе счетчика 4 устанавливается на адресных входах блоков 17 и 18 памяти и на р-входах элемента 19.

5 1517015

Затем производится ввод»ачальных поступает»а адрес»ые входы первого данных. Пр» этом на входе 37 выбора блок а 1 7 памяти генератора устанавливается поте»циал, При появлении на входе 36 устройкоторый открывает элементы И 24 32 и стнл заднего фронта второго импульса

5

О группы и разрешает прохождение па- «а выходе элемента HF. 31 формируетраллельных кодон начальных значений ся импульс, который, пройдя через элепараметрон, определяющих нид генери- енты И 32 и 27, поступает на вход руемой функции, с входов 38 генерато записи/считывания блока 17 памяти и

Ра через элементы И 10 группы на вхо- 0 разрешает запись во нторую .,чейку ды параллельной записи второго 6 и блока 17 памяти кода обратного значетвертого 16 счетчиков, а также на чения коэффициента К,, определяющего информационные входы первого 17 и крутизну генерируемой Ау»кции на втовторого 18 блоков памяти. Однонремен- ром временном отрезке (1,, t z ) и но на вход 36 сигнапов сопронождения 15 поступающего на информационные входы данных генератора с периодом 1 пос. блока 17 памяти с входов 38 генерато1 тупают импульсы сопровождения парал- ра через элементы И 1О группы. лельных кодов параметров. Процесс записи параметров в блок

Первый импульс, поступающий на 17 памяти повторяется до момента повход 36 устройства, пройдя через эле 20 явления и-го импульса (где n — колименты И 24 и 15 на счетный вход счет- честно Ячеек памЯти в блоке 17 памЯчика 14, увеличивает его значение на ти, такое же количество ячеек в блоединицу. Код 01 на выходах счетчика ке 18 памяти, n = 2, m — количество

1 1

14 вызывает появление на третьем ны- информационных выходон счетчика 16), ходе дешифратора 13 потенциала, кото- 25 который с входа 36 устройства,пройрый открывает элемент И 27 и, пройдя дя через элементы И 24 и 25, а затем через элемент ИЛИ 29 и задержавшись через первый вход элемента ИЛИ 26, на элементе 30 задержки на время поступает на счетный вход счетчика л

16 и увеличивает его значение на едиустанавливает ВЯ-триггер 22

2 30 ницу. В результате на выходе счетчив единичное состояние. В результате ка 16 устанавливается код адреса закрывается элемент И 15, блокируя последней ячейки памяти, который поспрохождение следующих сигналов сопро тупает на адресные входы блока 17 вождения данных с входа 36 на счетный памяти. При появлении на входе 36 вход счетчика 14, и открывается эле- 35 Устройства заднего фронта и-го иммент 25, 1 пульса на выходе элемента HE 31 форЧерез время, равное --- ., иа вы- мируется импульс, который, пройдя через элементы И 32 и 27 ° поступает ходе элемента НЕ 31 формируется им- ка вход записи/считывания блока 17 пульс, который, пройдя через элементы 10 памяти и разрешает запись в последИ 32 и 27, поступает на вход записи нюю ячейку блока 17 памяти кода обсчитывания блока 17 памяти и раз еша- ратного значения коэффициента К,опет запись в первую ячейку памяти с нуС1оп ределяющего крутизну генерируемой левым адресом блока 17 памяти ко а и кода функции на последнем, в пределах обратного значения коэффициента К, периода Т, временном отрезке определяющего крутизну генерируемой функции на первом временном отрезке (й „ t, J и поступающего на информационные входы блока 17 памяти с входе счетчика 16 кода дов 38 генератора через элементы И 10 ней ячейки памяти кото ый по орый пора ряд50 но поступает íà m входов элемента

Второй импульс с входа 36 устройИ 19 на (ш+1)-й нхо ()-" ход которого подан ства, пройдя через элементы И 24 и 25, положительный поте»пиа оте»пиал с нулевого а затем через первый вход элемента выхода RS-ò игге а 3 р р. 3, на выходе элеИПИ 26, поступает на счетный вход

-Юь мента И 19 фо ми уется р р тся импульс ° котосчетчика 16 и увеличивает его значе- 1

55 ние на единицу, В результате на выхорый, задержавшись»а — — ., по с т уп а де счетчика 16 уста»ян»инается код ет на первый вход элемента ИЛИ 21 и реса второй ячейки»амяти, который затем на вход устанс вки в ноль нЯ1517015

1О

55 триггера 22, а т,акже на вход элемента 23 задержки.

В результате триггер 22 будет установлен в нулевое состояние. При этом открывается элемент И 15 и закрывается элемент И 25. Кроме того, в момент прихода на вход 36 устройства (и+1)-го импульса сигнал с выхода элемента 23 задержки, осуществляющий

1 задержку на — — 7,, поступает на вход установки в ноль счетчика 16 и устанавливает его в нулевое состояние.

При этом на выходе элемента И 19 появляется нулевой потенциал.

На этом запись параметров в блок

17 памяти заканчивается.

Поступающий на вход 36 устройства (п+1)-й импульс, пройдя через элементы И 24 и !5 на счетный вход счетчика 14, увеличивает значение счетчика 14 на единицу. Код 02 на выходах счетчика 14 вызывает появление на четвертом выходе дешифратора 13 потенциала, который открывает элемент

И 28 (элемент И 27 при этом закрывается) и, пройдя через элемент и

ИЛИ 29 и задержавшись на --- на

2 элементе 30 задержки, устанавливает

RS-триггер 22 в единичное состояние.

В результате закрывается элемент

И 15 блокируя прохождение следующих сигналов с входа З6 устройства на счетный вход счетчика 14, и открывается элемент И 25.

Через время, равное — —,, на выходе элемента HF, 31 формируется импульс, который, пройдя через элементы И 32 и 28, поступает на вход записи/считывания блока 18 памяти и разрешает запись в первую ячейку памяти с нулевым адресом блока 18 памяти кода значения Л,, определяющего длительность временного интервала (1; „ t, ) генерируемой функции и поступающего на информационные вхОды блока 18 памяти и с входов 38 генератора через элементы И 10 группы.

Далее процесс записи параметров в блок 18 памяти аналогичен записи в блок 17 памяти. При этом в блок 18 памяти последовательно занос.ятся значения 1,..., \,, определяющие вид

2Ф ct генерируемой фуикиии.

К моменту прихода (2n+1)-го импульса на вход З6 устройства В .:-григгер 22 устаис влеи в нулевое состояние, злемеит И 25 закрывается, элемеит И 15 открывается, В момент прихода (2n+1)-го импульса на вход 36 устройства счетчик 16 устанавливается в нулевое состояние, и на выходе элемента И 19 формируется H",, левой потенциал, Поступающий на вход 36 устройства (2п+1)-й импульс, пройдя через элементы И 24 и 15 на счетный вход счетчика 14, увеличивает его значение на единицу. Код ОЗ на выходах счетчика 14 вызывает появление на втором входе дешифратора 13 импульса записи данных в счетчик 16, который разрешает запись в этот счетчик кода начального значения адреса,определяющего начальную фазу генерируемой функции и поступающего на информационные входы этого счетчика с входов ЗЯ генератора через элементы

И 10 группы.

Поступающий на вход 36 устройства (2n+1)-й импульс, пройдя через элементы И 24 и 15 на счетный вход счетчика 14, увеличивает его значение на единицу. Код 04 на выходах счетчика 14 вызывает появление на первом входе дешифратора 13 импульса записи данных в счетчик 6,который разрешает запись в этот счетчик кода начального значения Л, генерируемой функции, поступающего на информационные входы этого счетчика с входов 38 генератора через элементы

И 10 группы. При этом М, равно значению ячейки блока 17 памяти с адресом, который на единицу меньше записанного на предыдущем шаге в счетчик 16. Если в счетчике 16 записано нулевое значение, т.е. адрес первой ячейки памяти, то Л, = Мз, На этом ввод начальных данных заканчивается, На информационных выходах блока 17 памяти устанавливается значение кода обратного значения коэффициента, определяющего крутизну генерируемой функции на временном интервале (t,, t „ ) и выбираемого из ячейки блока 17 памяти по начальному адресу, код которого находится на выходах счетчика 16 ° При этом m иервьж выходов блока 17 памяти подключены к вторым входам первого блока 5 сравнения. А значение (m+1)-го информационного выхода блока 17 памяти определяет режим работы реверсивного счетчика 6. Если íà (m+1)-м

1517015

10 информационном выходе блока 17 памяти положительный потенциал, то элемент И 9 открыт, а элемент И 8 закрыт, и счетчик 6 работает в режиме

5 вычитания. Если Hà (m+ I ) -и информационном выходе блока 17 памяти нулевой потенциал, то элемент И 9 закрыт, а элемент И Я через элемент HF. 35 открыт.

Затем на вход 40 сигнала пуска цифрового генератора периодических функций поступает импульс, который, пройдя на вход установки в единичное состояние RS-триггера 3, переводит 15 его в единичное состояние.

Появление положительного потенциала на прямом выходе первого RSтриггера 3 разрешает прохождение тактирующих импульсов с выхода задающе- 20 го генератора 1 через элемент И 2 на счетный вход счетчика 4 и, кроме того, разрешает работу элементов И8,9 и 34. При этом на инверсном выходе триггера 3 формируется нулевой потен- 25 циал, который запрещает работу элемента И 19.

Счетчик 4 осуществляет подсчет импульсов, поступающих с задающего генератора I. Когда код на единичных 30 выходах счетчика 4 равен коду значения обратной величины коэффициента

К генерируемой функции, который хранится в выбранной ячейке блока 17 памяти, на выходе равенства первого блока 5 сравнения появляется сигнал, который, пройдя через элемент

И 9, если в (я+1)-м разряде выбранной ячейки находится единица,определяющая отрицательную крутизну генери- 40 руемой функции на временном интервале )t, t,), поступает на вычитающий вход счетчика 6 или, пройдя через элементы НЕ 35 и И 8, если в (m+I)-м разряде выбранной ячейки находится нуль, определяющий положительную крутизну генерируемой функции, поступает на суммирующий вход счетчика 6, Вследствие этого значение генерируемой функции получает отрицательное 0 или положительное приращение соответственно.

Кроме того, сигнал с выхода равенства первого блока 5 сравнения каждый раз поступает через второй вход эле15 мента ИЛИ 11 и через элемент 12 задержки на вход установки в нулевое состояние счетчика 4 и сбрасывает

его в нулевое состояние, подготавлиная к следук ему циклу счета. Элемент

12 задержки осуществляет задержку на

1 где, — период поступления тактирующих импульсов с выхода задающего генератора 1.

Процесс повторяется до тех пор, пока код значения генерируемой функции, хранящийся в счетчике :, не станет равным коду значения М, опреде" ляющего длительность временного интервала (t, t, ) генерируемой функции и поступающего с информационных выходов блока 18 памяти на вторые входы второго блока 7 сравнения. Код значения Л выбирается из ячейки блока

18 памяти по начальному адресу, который с выхода счетчика 16 поступает на адресные входы блока 18 памяти.

Тогда на выходе равенства второго блока 7 сравнения появляется сигнал, который, пройдя через элемент 33 задержки, открытый элемент И 34 и второй вход элемента ИЛИ 26, поступает на счетный вход счетчика 16 и увеличивает значение счетчика 16 на еди1ницу. Элемент 33 задержки осуществляет задержку на 1/2 . В результате на выходе счетчика 16 появляется код значения следующего адреса, который поступает на адресные входы блоков

17 и 18 памяти и определяет значения

К и Л для следующего временного интервала (1,, 1 ), Далее процесс на временном интервале (й.„, 1; ) развивается аналогично его протеканию иа временном интервале (1, 1, ). При этом счетчик 4 осуществляет подсчет импульсов,поступающих с задающего генератора 1.

Когда код на единичных выходах первого счетчика 4 будет равен коду значения обратной величины коэффициента К, который хранится в выбранной ячейке блока 17 памяти, на выходе равенства первого блока 5 сравнения появляется сигнал, который осуществляет приращение счетчика 6 и сброс счетчика 4. Процесс повторяется до тех пор, пока код значения генерируемой функции, хранящийся в счетчике 6, не станет равным коду значения,1,который хранится в выбранной ячейке блока 18 памяти. Тогда на выходе равенства второго блока 7 сравнения появляется сигнат, который, пройдя через элемент 33 задержки, элементы И 34 и

ИЛИ 26, поступает на счетный вход

15 счетчика 16 и увеличивает значение счетчика 16 на единицу. В результате на выходе счетчика 1б появляется код значения следующего адреса, который поступает на адресные входы блоков

17 и 18 памяти и определяет значения

К и М для следующего временного

""тер"ала (t z, tз Л

Процесс, анало гичный опис анному на временных интервалах (t, t, ) и (t,, t h), понторяется для остальных временных интервалов. В конце временного интервала (t,, С 5 1 на выходе равенства второго блока 7 сраннения появляется сигнал, который, пройдя через элемент 33 задержки, элементы И 34 и ИЛИ 26, поступает на счетный вход счетчика 16 и переводит его иэ состояния, когда на еди. ничньж выходах счетчика 1б будут положительные потенциалы, в нулевое состояние, соответствующее начальному адресу для следующего периода генерируемой периодической функции.

Весь описанный процесс, начавшийся после установки в единичное сос" тояние RS-триггера 3, повторяется раз, т.е. необходимое число периодов Т генерируемой периодической функ ции.

Формула изобретения

Цифроной генератор периодических функций, содержащий два счетчика, блок памяти коэффициентов крутизны, причем выход первого счетчика подключен к адресному входу блока памяти коэффициентов крутизны, выход второго счетчика подключен к информационному выходу генератора, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения аппаратных затрат, он содержит третий счетчик, дна блока сравнения, RH-триггер, два элемента задержки, элемент ИЛИ, блок памяти

17015 вход установки RH-триггера подключен к входу пуска генератора.

45 кодов длительности, четыре элемента

И, элемент HF., причем первый вход первого элемента И подключен к входу синхронизации генератора, прямой выход RH-триггера подключен к первым входам второго, третьего и четвертого элементов И и к второму входу первого элемента И, ньжод которого подключен к счетному входу третьего счетчика, ныход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, выход равенства которого подключен к нторым входам второго и третьего эле15 ментов И и к первому входу элемента

ИЛИ, выход которого через первый элемент задержки подключен к входу сброса третьего счетчика, 1 информационных вьжодов блока памяти коэффициен20 тон крутизны поразрядно подключены к второму входу первого блока сравнения, (1+1)-й информационный выход блока памяти коэффициентов крутизны подключен к третьему входу второго элемента

25 И и через элемент HF. к третьему входу третьего элемента И, выход которого подключен к суммирующему входу второго счетчика, вычнтающий вход которого подключен к выходу второго

ЗО элемента И, выход второго счетчика подключен к первому входу второго блока сравнения, вьжод равенства которого через второй элемент задержки подключен к второму входу четвертого

35 элемента И, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика, выход которого подключен к адресному входу блока памяти кодов длительности, информационный выход которого

4g подключен к. второму входу второго блока сравнения, входы сброса RHтриггера, первого и второго счетчиков и второй вход элемента ИЛИ под ключены к входу сброса генератора, I э!7015

1517015

Составитель С„Курош

Техред Л.Олийнык Корректор Т,Малец

«t

Редактор О.Ирковецкая

Заказ 6390/50

Тираж 668

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101