Функциональный генератор

 

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцквлистических

Республик

Зависимое о" авт. свидетельства №

Заявлено 07.VI.1971 (№ 1666773/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 05.VII.1973, Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 3.ХП.1973

М. Кл. G 06@ 7/26

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий

УДК 68 1.335.813(088.8) Автор изобретения

В. М. Киселев

Заявитель

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике. Генератор может быть использован в аналоговой технике для моделирования различных функциональных зависимостей, а также в устройствах программ ного управления.

Известен функциональный генератор, содержащий реверсивный счетчи|к, разрядные выходы которого соединены со входами дешифратора и преобразователя «код †напряжение», HB выходе которого включен интегратор, а также реверсивный кольцевой распределитель, логические схемы, генератор та ктовых им пульсов. под ключенпый к регистру сдвига, и запоминающее устройство.

Известный генератор является специализированным устройством для выработки только одного вида функционального напряжения.

Кроме того, в нем в качестве интегратора использована интегрирующая цепочка, постоянная времени которой не зависит от крутизны выходного на пряжения, что влияет на точность работы преобразователя.

Цель изобретения — расширение класса воспроизводимых функций и повышение точности воспроизведения.

Предла гаемый генератор в отличие от известного содержит триггер реверса, входы которого под ключены к выходам дешифратора, а выходы — к первым входам четырех схем

«И», вторые входы двух из которых подключены к выходу регистра сдвига, а их выходы соединены со входами прямого и обратного счета реверсивного счетчика. Вторые входы двух других схем «И» подключены к выходу дополнительно введенной кодовой схемы сравнения, выходы этих схем «И» соединены с входами кольцевого распределителя, выходы которого подключены ко входам запоминающе10 го устройства. Одна группа выходов запоминающего устройства подключена ко входам схемы сравнения, другие входы которой подключены к разрядным выходам реверсивного счетчика, а другая группа соединена с управ15 ляющими входами интегратора и с первыми входам и группы схем «И», выходы которых соединены со входами регистра сдвига, а выход регистра сдвига подключен ко вторым входам схем «И» через линию задержки.

20 На фиг. 1 приведена блок-схема функционального,генератора; на фиг. 2 — кривая функционального напряжения с линейно-ступенчатой аппроксимацией.

Функциональный генератор состоит из зада25 ющего генератора тактовых им пульсов 1, регистра сдвига 2, двоичного и-разрядного реверсивного счетчика 8, дешифратора 4 для выделения нулевого и (2" — 1) -го состояния счетчика (остальные выходы дешифратора не

30 используются), преобразователя « код —,на389519

1

"з(! э.г.

3 пряжение» 5 с интегратором б на выходе. триггера реверса 7, соединенного с управляющими выходами схем «И» (вентилей) 8 на входе счетчика 3 и с управляющими входами схем «И» (вентилей) 9, включенных между выходом кодовой схемы сравнегрия 10 и входами реверсивного кольцевого распределителя 11, выходы которого подключены к k-входам запоминающего устройства (ЗУ) 12, и выходов которого подключены ко входам кодовой схемы сравнения 10, а другие 1 выходов через схемы «И» 18 — f>(o входам записи единиц регистра сдвига 2, выход которого подключен через линию задержки 14 к другим входам схем «И» 18.

На входы 15 запоминающего устройства 12 могут подаваться внешние команды для выбора необходимого функционального nanpstжения, если объем ЗУ позволяет записать сразу несколько программ для получения различных функциональных зависимостей, или для смены информации в ЗУ вЂ” например, запись новой программы для получения другой функциональной зависимости, если объем ЗУ ограничен.

Программу для формирования необходимого функционального напряжения рассчитывают заранее с учетом допустимой погрешности аппроксимации.

В исходном состоянии регистр сдвига 2, реверсивный двоичный счетчик 8, триггер реверса 7, реверсивный кольцевой, распределитель

11 установлены в нуль сигналом У «0» (Сброс).

При этом триггер реверса 7 открывает вентили 8 и 9 прямых входов счетчика 3 и распределителя 11, подготавливая их таким образом к приему импульсов для сложения. По нулевому выходу распределителя 1! в запоминающее устройство 12 подается потенциональный сигнал считывания, по которому íà п выходах, подключенных к кодовой схеме сравнения 10, возникает двоичный код, соответствующий числу единичных приращений сигнала на первом линейном участке кривой функционального на пряжения, а на других выходах, подключенных через схемы «И» 18 ко входам записи единиц в регистр сдвига 2 и к управляющим входам интегратора б, возникает позиционный код (возбуждается только одна из ! шин), задающий частоту следования импульсов на выходе сдвигающего регистра 2, а также постоянную времени интегратора б. Определенное сочетание п-разрядного двоичного и l-разрядного позиционного кодов на выходах запоминающего устройства 12 обусловливает крутизну участка кривой функционального напряжения, а также его длину.

При подаче на регистр сдвига 2 сигнала записи единицы У «1» (Пуск) в соответствующий разряд регистра записывается единица l-разрядного позиционного кода, которая начинает го

З0

4 продвигаться на выход регистра 2 по тактовым импульсам генератора 1.

Когда на выходе регистра появляется первый импульс, он поступает на вход реверсивнсго счетчика 8 через предварительно открытый вентиль прямого входа 8, а также через линию задержки 14 и через схемы «И» 13 вновь записывает единицу в тот же самый разряд регистра 2.

Время задержки должно удовлетворять соотношению где f, — частота следования импульсов задающего генератора. На выходе регистра сдвига им пульсы следуют с частотой

1э. г.

fpr. слв. — — - 1

i+ где i-номер разряда регистра сдвига, в который была записана единица |позиционного кода (i = О, 1, 2, ..., l).

Регистр сдвига 2 выполняет функцию управляемого делителя частоты тактовых импульсов, поступающих от генер атор а 1.

Счетчик импульсов 8 суммирует поступающие на его прямой вход импульсы с регистра сдвига 2 и вырабатывает прп этом переменный и-разрядный двоичный код, который подводится одновременно к дешифратору 4, ко входам преобразователя «код — на пря>кение» 5 и ко входам кодовой схемы сравнения 10.

Преобразователь «код в напря>кение» преобразует двоичный параллельный код в линейно-ступенчатое напряжение с постоянным единичным приращением ЛУ,„,г Чтобы сгла>ки вание было оптимальным во всем диапазоне изменения крутизны, необходимо выдерживать соотношение

" ф(> AU„,,„, тд

При этом

""фм — +t fðr,cëâ.(t) t

dt где kt — коэффициент про порциональпости.

Чтобы выполнить ра|вепство (1), необходимо управлять постоянной времени интегрирования по закону тд=

1рг.слв. (t) где: k — коэффициент пропорциональности.

Тогда 1«1аг

k,f„„, „, = — -"; kk, = а.,„= const.

1рг.сэв.(t) Интегратор б, управляемый с выходов запоминающего устройства 12, сглаживает ступенчатые приращения с необходимой постоянной времени для каждого участка кривой.

389519

15 з.г.

1pr.сдв. 1 + (j 0,1,2... 1).

1+1

Импульсы с выхода регистра сдвига с частотой f; „„, следует до тех пор, пока и-раз рядный двоичный код счетчика 8 не сравняет ся с двоичным кодом запоминающего уст ройства 12. При этом на выходе схемы сравнения кодов 10 возникает сигнал, который через предварительно открытый вентиль 9 поступает на прямой вход реверсивного кольцевого распределителя 11 и переводит его из нулевого положения в следующее, по которому потенциал считывания пропадает на нулевом и возникает на единичном выходе, и на выходах

ЗУ .появляются новые и-разрядный двоичный и l-разрядный позиционный коды, которые определяют крутизну и длину следующего участка кривой функционального напряжения.

Импульс, пришедший с выхода регистра сдвига 2 через линию задержки 14, записывает единицу через схемы «И» 18 в новый 1-ый разряд регистра сдвига, и частота следования импульсов становится равной

В дальнейшем, работа происходит аналогично.

На последнем k-ом участке кривой счетчик

8 полностью заполняется, и триггер реверса

7 через дешифратор 4 по (2n — 1)-му состоянию счетчика изменяет свое состояние, закрывает прямые и открывает обратные входы реверсивного счетчи|ка 8 и реверсивного, кольцевого распределителя 11 с помощью вентилей

8 и 9 соответственно.

В этом случае счетчик работает в режиме вычитания числа импульсов, а распределитель выдает сигналы считывания на запоминающее устройство в обратном порядке по выходам k k — 1....1,0, и на выходе формируется обратная ветвь функционального на|пряжения с отрицательной производной.

Когда счетчи.к 8 достигает нулевого состояния, через дешифратор 4 опрокидывается триггер реверса 7 и т. д. Таким образом, на выходе

20 г5

Зо

45 функционального генератора формируется периодическое напряжение амплитудой

U ö (2 1 )ЛУшвг практически любой формы с оптимальным сглаживанием ступенчатых приращений в широком диапазоне изменения крутизны.

Постоянная составляющая напряжения (г" — цли,„ пост— г устраняется известными методами.

Предмет изобретения

Функциональный генератор, содержащий реверсивный счетчик, разрядные выходы которого соединены со входами дешифратора и со входами преобразователя «код — напряжение», на выходе которого включен интегратор, а также реверсивный кольцевой распределитель, логические схемы, генератор тактовых импульсов, подключенный к регистру сдвига, и запоминающее устройство, отличающийся тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций и повышения точности воспроизведения, он содержит триггер реверса, входы которого подключены к выходам дешифратора, а выходы — к первым входам четырех схем «И», вторые входы двух из которых подключены к выходу регистра сдвига, а их выходы соединены со входами прямого и обратного счета реверсивного счетчика, вторые входы двух других схем «И» подключены к выходу дополнительно введенной кодовой схемы сравнения, выходы этих схем «И» соединены со,входами кольцевого распределителя, выходы которо го подключены ко входам запоминающего устройства, одна группа выходов запоминающего устройства подключена ко входам схемы сравнения, другие входы которой подключены к разрядным выходам реверсивного счетчика, а другая группа соединена с управляющими входами интегратора и с первыми входами группы схем «И», выходы:которых соединены со входами регистра сдвига, а выход реги стра сдвига подключен ко вторым входами схем «И» через линию задерж ки.

Час

Сче

Корректор A. Дзесова

Редактор Б. Федотов

Заказ 3210, 14 Изд. ¹ 756 Тираж 647 Подписное

?1111IIiHI Государсгис п.ого кож тета Сове;а Мш.истров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, кК-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр Сапунова, 2

Вы

Составитель Л. Шелипова

Техред Л, Грачева