Функциональный генератор

 

Союз Советскик

Сецнапкстнческкк

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«о643909 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51) М. Кл.

606 8 7/26 (22) Заявлено 16.12.76 (21) 2430440/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР о делам изобретений и открытий

Опубликовано 250179.Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 2501.79 (53) УДК 681.335.8 (088.8) (72) Авторы изобретения

A.Þ.ÄâoðHè÷åíêî и И.И.Лозиева

"CEO г <3 1,< т (71) Заявитель (54) ФУНКЦИОНАЛЬНИЙ ГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и автоматики.

Известен функциональный генератор (11 для воспроизведения сложных коле- 5 баний путем суммирования синусной и косинусной зависимостей, содержащий двигатель, переключатель, кнопку, зубчатую передачу. Его недостатком является низкая надежность и долговечность из-за наличия в нем элект- " ромеханических узлов.

Наиболее близким техническим решением является функциональный генератор (2J, содержащий источник периодического опорного напряжения, выход которого соединен со входом дифференцирующего элемента, с информационным входом первого демодулятора и через блок сдвига фазы с информационным входом второго демодулятора, выходы первого и второго демодуляторов соединены соответственно с управляющими входами первого и второго модуляторов, выходы которых являются выходами функционального генератора, а информационные входы — входом задания несущей частоты, -первый и второй фор- мирователи пилообразного напряжения, выходы которых подключены ко входам первого блока сравнения, а информационные входы соответственно к выходу дифференцирующего элемента и выходу элемента И, выход первого блока сравнения подключен к управляющему входу третьего демодулятора и первому вхо- . ду элемента И, второй вход которого соединен с выходом дифференцирующего элемента, выход третьего демодулятора через первый блок делителей напряжения соединен с первым входом бло- ка суммирования, выход которого подключен к первому входу второго блока сравнения, а второй вход является задающим входом функционального генератора, второй вход второго блока сравнения подключен к выходу первого формирователя пилообразного напряжения, а выход — к управляющим входам первого и второго демодуляторов.

Недостатком такого устройства является невозможность получения нерегулярного закона движения вектора, моделируемого выходными напряжениями, с изменяющимися во времени частотой и амплитудой колебаниИ необходимого для иммитации нерегулярной качки движущикся объектов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей

643909

10 дешифратора, выходы дешифратора соединены с управляющими входами перво- го и второго коммутаторов, выходы ко- 15 торых, подключень. соответственно к уйравляющему входу второго формирова- " теля пиг.юбраэного напряжения и информационному входу третьего демодулятора, а информацйонные входы соответ- у ственно к выходам первого и второго блоков делителей напряжения, вход первого блока делителей напряжения является входом эадак.ия опорного напряжения функционального генератора, 2» а вход второго блока делителей напряжения подключен к выходу источника периодического опорного напряжения. фазы 11, делитель напряжения 12, пер- 40 вый и второй блоки делителей напряжегенератора за счет обеспечения движейия вектора; моделируемого выходными напряжениями с изменяющимися во времени частотой и амплитудой колебаний. Данная цель достигается тем, что генератор содержит:второй блок делителей напряжении, первый и второй коммутаторы, счетчик, дешифратор, блок управления, первый вход которого йодключен к выходу элемента И, выход — ко входу счетчика, а второй вход является управляющим входом Функционального генератора, ваходы счетчика подключены ко входам

На фиг. 1 представлена блок-схема функциьнального генератора; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняк)щие его работу.

Функциональный генератор содержит источник периодического опорного напряжения 1, дифференцирующий элемент

2, элемент И 3, первый и второй форМирователи пилообразного напряжения

4 и 5, первый и второй блокй сравне ния 6 и 7, ;ервый, второй и третий демодуляторы 8,9,10, блок сдвига ния 13 и 14, блок суммирования 15, первый и второй модуляторы 16 и 17, блок управления 18, счетчик 19, де шифратор 20; первый и второй коммутаторы 21 и 22; 23 — вход задания несущей частоты, 24 — задающий вход функционального генератора.

Функциональный генератор работает следующим образом.

При.включении питающих напряжений с выхода источника периодического йорного напряжения 1 поступает наяжение гармонических колебаний заданной частоты (фиг.2);

В момент начала нарастания положительной полуволны дифференциРующий

Эдемент 2 вырабатЫвает импульс, котоРый формируется и обрывает пйлообраэиое напряжение первого формирователя 4. Таким образом, частота пилооб" разного напряжения с"выхода первого формирователя 4 равна-частоте задаю« щего генератора (фиг.2,в)

Частота пилообразного напряжения, поступающего с выхода второго формиф рователя 5, (фиг.2,в),, задается иэ условия частоты движения вектора и обычно на 3-5 порядков меньше частоты периодического опорного напряжения.

Пилообразное напряжение с выходов формирователей 4 и :5 поступает на входы первого блока сравнения 6. При равенстве напряжения на выходе первого блока сравнения 6 формируются им- пульсы (фиг.2,г), которые управляют третьим демодулятором 8. В момент совпадения импульса, поступающего с выхода первого блока сравнейия 6 с импульсом дифференцирующего элемента

2, вырабатывается импульс, который обрывает пилообразное напряжение на выходе второго формирователя 5, после. чего период формирования повторяется.

Амплитуда напряжения на выходе третьего демодулятора 8 работающего

В режимах выборки-хранения изменяется по гармоническому закону с периодом, равным периоду пилообразного напряжения, поступающего с выхода второго формирователя 5. для получения нерегулярных колебаний вектора должна изменяться частота напряжения, поступающего с выхода третьего демодулятора 8. Это достигается тем, что изменяется крутизна пилообразного напряжения (фйг.2,в) путем подключения к управляющему входу формиров теля 5 различных значений напряжения с выходов блока делителей напряжения 13 через первый коммутатор 21. Управление первым коммутатором 21 осуществляется от счетчика

19 через дешифратор 20. Счетными импульсами, поступающими на счетный вход счетчика, являются импульсы с выхода элемента И 3, проходящие че рез блок управления 18 (фиг.2,е) .

Для получения напряжения с выхода третьего демодулятора 8, изменяющегося не только по частоте, но и по

6 амплитуде, на вход демодулятора 8 . подается напряжение с выходов второго блока делителей напряжения 14 через второй коммутатор 22, управление которым осуществляется от дешифратора 20.

Блок управления 18 служит .не только для пропускания счетных импульсов на вход счетчика 19, но и для уста- . новки счетчика 19 в определенное состояние. При подаче на вход блока управления 18 сигналов управления он запрещает прохождение счетных импульсов на вход счетчика 19 и устанавливает его в одно из определенных со-. стояний, при котором на вход второго формирователя пилообразного напряжения 5 поступает постоянное напряжение определенной величины, а на ин формационный вход третьего демодуля- . тора 8 — синусоидальное напряжение

65 определенной амплитуды (фиг.2,б).

5 643909

Таким образом, изменяя сигналы управления, подаваемые на вход блока управления 18, можно получать на выходе функционального генератора гармонические колебания определенной амплитуды и частоты. Для получения гармонического закона движения вектора, напряжение с выхода третьего 5 демодулятора 8 (фиг.2,д) поступает

Ма делитель наПряжениЯ 12, который определяет амплитуду гармонического

>акона движения вектора. Выходное напряжение с выхода делителя напряже- )ð ния 12 суммируется с постоянным напряжением, определяющим нулевое положение, вокруг которого колеблется вектор. Суммарное напряжение с выХода блока суммирования 15 поступает на первый вход второго блока сравне ния 7, на второй вход которого поступает пилообразное напряжение с выхода первого формирователя 4.

В момент равенства напряжений формируются импульсы, которыми управля20 ются первый и второй демодуляторы 9 и 10, работающие в режимах выборкихранения.

Напряжения на выходах последних при соответствующей настройке блока сдвига фазы 11 будут изменяться по . ч гармоническим законам, модулирующим р колебания вектора. Эти напряжения т управляют первым и вторым модулятора- д ми 16 И 17,осущестнляющими амплитуд- 3i х ную модуляцию несущей частоты функ- в ционального генератора, л

Таким образом, функциональный re- л нератор позволяет получить колебания к вектора с изменяющейся частотой и 5 б амплитудой колебаний (имитирующие r нерегулярную качку), а также колеба- в ния постоянной частоты и амплитуды, в величины которых можно по желанию изменять (имитирующие регулярную кач- 1 с

И) ку с различной частотой и амплитудой колебаний), что расширяет функциональ-. н ные возможности и область применения и генератора по сравнению с его прото- р типом. Использование предложенного У функционального генератора для исследования систем автоматического уйрав- 48 ления дает возможность максимально л приблиэить условиЯ отработки систем в к реальным условиям и тем самым улуч- р шить качество отработки.

Формула изобретения

Функциональный генератор, содержащий источник периодического опорного "

56 напряжения, выход которого соединен со входом дифференцирующего элемента, с информационным входом первого демодулятора и через блок сднига фазы с информационным входом второго демодулятора, выходы первого и второ- @> го демодуляторов соединены соответст венно с управляющими входами первого и второго модуляторов, выходы которых являются выходами функционального генератора, а информационные входы — входом задания несущей частоты, первый и второй формирователи пилообразного напряжения, выходы .которых подключены ко входам первого блока сравнения, а информационные входы соотнетственно к выходу дифференцирующего элемента и выходу элемента И, выход первого блока сравнения подключен к управляющему входу третьего . демодулятора и первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом дифференцирующего элемента, выход третьего демодулятбра че» рез первый блок делителей напряжения соединен с первым входом блока суммирования, выход которого подключен к первому входу второго блока сравнения, а второй вход янляется задающим входом, функционального генератора, второй вход второго блока сравнения подключен к выходу первого формирователя пилообразного напряжения, а выход — к управляющим входам первого и второго демодуляторов о т л и а ю шийся тем, что, с целью асширения функциональных возможносей генератора за счет обеспечения вижения вектора, моделируемого выодными напряжениями с изменяющимися о времени частотой и амплитудой коебаиий, он содержит второй блок деителей напряжения, первый и второй оммутаторы, счетчик, дешифратор, лок управления, первый вход котороо подключен к выходу элемента И, ыход — ко входу счетчика, а второй ход является управляющим входом ункционального генератора, выходы четчика подключены ко входам де шифратора, выходы дешифратора соедиены с управляющимч вхбдамн первого второго коммутаторов, выходы като-

ых подключены соответственно к правляющему входу второго формироваеля пилообразного напряжения и инормационному входу третьего демодуятора, а информационные входы соот- етственно к выходам первого и нтоого блоков делителей напряжения, вход первого блока делителей напряжения является. входом задания опорного напряжения функционального генерато ра, а вход второго блока делителей напряжения подключен к выходу источника периодического опорного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Натент США Р 3714405, кл. 235-150, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 423137., кл. G 06 G 7/22, 1974.

643909

Си

Составитель Н.Балабошко

Техред Ю. Ниймет Корректор С..Патрушева

Редактор Д.Мепуришвили

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

Заказ 8026/46 Тираж Ff9 . Подписное

gHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7<-35, Раушская наб., д, 4/5