Генератор функций

 

fí HQ + QQ Qк у

< и,в те..1 ц

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕДЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»726542 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.1077 (21) 2535915/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 050480. Бюллетень ¹ 13

Дата опубликования описания 10. 04. 80 (51)М. Кл.2

G 06 G 7/26

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н откр ыти и (53) УДК 681. 335 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

В. Д. Циделко и Ю, Г. Туманов

Киевский ордена Ленина политехнический институт им." 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИИ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано, в частности при экспериментальном исследовании динамических характеристик систем автоматического контроля и управления.

Известен генератор функций (1), содержащий основной интегратор, ком паратор, нуль-орган, блок управле-, ния, источник опорного напряжения, переключатель полярности, сумматоры и функциональные ячейки.

Недостатками такого генератора яв- е ляются ограниченность класса генери15 руемых функций и сложность настройки.

Известен генератор функций (2), с@держащий генератор импульсов, управляемый делитель частоты, блок памяти, реверсивный распределитель, триггеры, счетчики, элементы И и ИЛИ, филЬтр и пороговую схему.

Недостатком генератора является ограниченность класса генерируемых функций, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является генератор функций (3), содержащий источник опорного напряжения, цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), блок управления, соединенный выходами с управляющими входами переключателя ! полярности, счетчик, подключенный выходом к входу блока памяти, выходы которого соединены соответственно с цифровыми входами первого и второго

ЦАП, подключенных выходами к входам сумматора, соединенного выходом с вы- ходом генератора функций. Выход счетчика, накапливающего код аргумента, псдключен также к цифровому входу третьего ЦАП, соединенного аналоговым входом через переключатель полярности с выходом источника опорного напряжения и подключенного выходом через масштабный усилитель к аналоговому входу первого ЦАП. Входы блока управления подключены к выходам блока памяти.

Недостаточная точность работы такого генератора обусловлена равномерньхч характером разбиения генерируемых функций на подинтервалы аппроксимации., Целью изобретения является повышение точности генерирования функций.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор функций, содержащий

726542 "источник опорного напряжения, ЦАП, блок управления, соединенный выхода ми с управляющими входами переключа теля полярности, счетчик, подключенный выходом к входу блока памяти, "выходы которого соединены соответ- 5 ственно с цифровыми входами первого и второго ЦАП, йодклвченнЫс выходами к входам сумматора, соединенного выходом=с выходом генератора функций дополнительно введены интегратор,компаратор," нуль -орган и сумматор, подключенный вЫсодом к аналоговому входу первого ЦАП и соединенный первым

" входом с выходом интегратора, аналого вым входом второго ЦАП, входом нуль"органа" и"первым"входом компаратора, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения и второму вхоцу дополнительного сумматора. Выход третьего ЦАП, соединенного цифровым входом с соответствующим 20 выходом блока памяти, подключен к

- сйгналь" йому входу переключателя по-лярности, выход которого соединен с входом интегратора. Вход счетчика подключен к соответствующему выходу блока управления, соединенного входа"" Ъли с ййходами компаратора и нуль-органа.

На чертеже дана функциональная схема генератора функций. 30

Генератор содержит блок управления 1, входы которого соединены с выходами компаратора 2 и нуль-органа

3, а выходы подключены к управ,ляющим . входам переключателя полярности 4 и входу счетчика 5, соединенного выходом с входом блока памяти б. Выходы блока памяти 6 подключены к цифровым .входам первого 7, второго 8 и третьего 9 ЦАП. Выходы ЦАП 7 и 8 соединены с входами сумматора 10, а выход ЦАП 40

9 — сигнальным входом переключателя полярности 4 выход которого через интегратор 11 соединен с входом нуль-органа 3 аналоговым входом ЦАП 8 и первыми входами компаратора 2 и дополни- 45 тель ного сумматора 12, подключенного выходом к аналоговому входу ЦАП 7. Вы ход источника опорного напряжения 13 соединен со вторыми входами компаратора 2 и сумматора 12. 50

Генератор функций работает следующим обра зсм.

В начальный момент времени управлякфйм сигналом блока 1 переключатель полярности 4 включен в режим прямой передачи (без инвертирования выходного напряжения преобразователя 9 на вход интегратора 11. Интегратор 11 интегрирует это напряжение до тех пор, пока напряжение на его выходе не достигнет уровня срабаФывания компара- бО тора 2, определяемого величйной выходного сигйала источника опорного напряжения 13. В момент времени, соответствующий равенству выходного напряжения интегратора 1 1 напряженн 65 источника 13, срабатывает компаратор

2, который подает сигнал на вход блока управления 1. По этому сигналу блок управления 1 переключает переключатель 4 в режим инверсной передачи напряжения преобразователя 9 на вход интегратора 11, и напряжение на выходе интегратора 11 начинает уменьшаться. Когда оно уменьшится до нуля, срабатывает нуль-орган 3, по выходнсму сигналу которого блок управления

1 снова переводит переключатель полярности 4 в режим прямой передачи выходного напряжения преобразователя

9. Таким образом, выходное напряжение интегратора 11 во времени представляет собой периодические треугольники функций. Поскольку на сумматоре 12 осуществляется вычитание из опорного напряжения .источника 13 выходного напряжения интегратора 11, то напряжение на выходе сумматора 12 также изменяется по треугольному закону, но смещеннсму на половину периода относительно напряжения на выходе интегратора 11.

Выходные напряжения интегратора 11 и сумматора 12 масштабируются ЦАП 8 и

7 соответственно и суммируются сумматором 10, выходное напряжение которого яВляется выходным напряжением генераI тора.

В моменты переключения направления интегрировайия интегратора 11 изменяется состояние счетчика 5, выходной код которого управляет через блок памяти б работой ЦАП 7-9.

ЦАП 7 и 8 определяют амплитуду треугольных функций, поступающих на сумматор 10, а ЦАП 9 — скорость изменения выходного напряжения интегратора 11.

Таким. образом, на выходе генератора образуется кусочно-линейная функция с произвольным расположением точек перегиба, т. е. узлов аппроксимации. Регулировка расположения узлов и регулировка значений функций в узлах аппроксимации осуществляются изменением содержимого ячеек блока памяти б. При этом регулировка значений функций в отдельных узлах осуществляется независимо друг от друга и независимо от регулировки расположения узлов аппроксимации. Формирование функции с произвольным расположением узлов аппроксимации позволяет повысить точность генерирования функций.

Формирование энакопеременных функций в генератОре может быть oróùåñòвлено, в частности, введением дополнительной связи выхода источника опорного напряжения 13 с входом сумматора 10.

Формула изобретения

Генератор функ ций, содержащий игточник опорного напряжения, цифр 1726542

Составитель С. Казинов

Редактор П. Утехина Техред М.Петко, Корректор Я. Веселовская

Тираж 751

П эдписное

9аказ 653/36

ЦНИИПи Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

-113035, Москва,, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 аналоговые преобразователи, блок yhравлення, соединенный выходами с управляющими входами переключателя полярности, счетчик, подключенный выходом к входу блока памяти, выходы которого соединены соответственно с 5 цифровыми входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, подключенных выходами к входам сумматора, соединенного выходом с выходом генератора функций, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью ,повышения точности генерирования функций, в генератор дополнительно введены интегратор, компаратор, нуль-орган и сумматор, подключенный выходом к аналоговому входу первого цифроаналогового преобразователя и соеди- . ненный первым входом с выходом интегратора, аналоговым входом второго цифроаналогового преобразователя, входом нуль-органа и первым входом компаратора, второй вход которого подключен к выходу истоЧника опорного напряжения и второму входу дополнительного сумматора, а выход третьего цифроаналогового преобразователя, соединенного цифровым входом с соответствующим выходом блока памяти, подключен к сигнальному входу переключателя полярности, выход которого соединен с входом интегратора, причем вход счетчика подключен к соответствующему выходу блока управления, соединенного входами с выходами кОм» паратора и нуль-органа.

Источник4 информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по. заявке 9 2317837/24, кл. G 06 G 7/20, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2490341/24, кл. G 06 G 7/26, 27.04.77.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 572815, кл. G 06 G 7/26, 1976 (прототип).