Функциональный генератор

 

@.те н т ис,. .: с.., . ° ! и 746581

ИЗОБРЕТЕНИ

Союз Советских

Социалистических

Рвспублик

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 191277 (21) 2556381/18 ! с присов4инением заявки Nо (23) Приоритет

Опубликовано 070780. Бюллетеиь М

Дата опубликования описания 070780 (51)М. Кл.

G G 7/26

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 335 (088.8) (72) Авторы изобретения

А.И. Овчаренко и В.И. Пенкина (71) Заявитель (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для воспроизведения функций времени в аналоговых моделях и в задающих устройствах аналоговых и аналого-цифровых программных систем автоматического управления и регулирования.

Известен функциональный генера- 10 тор, содержащий генератор импульсов, выход которого через делитель частоты соединен со входом реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены со входами преобра- 15 зователя код-напряжение, выход которого соединен непосредственно с пер- вой схемой совпадения и через аналоговый инвертор со второй схемой совпадения 111 . Дешифратор обеспечивает 20 коммутацию схем совпадения, выходы которых подключены к сумматору, а также выбор коэффициента деления делителя частоты, т.е. изменение угла наклона генерируемого напряжения. К 75 недостаткам этого устройства относится невозможность получения участков с нулевой производной U(t) я и const в течение длительного (6oxee максимального времени пере2 полнения делителя частоты) интерв ала.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является функциональный генератор j2), который содержит дешифратор, делитель частоты, информационный вход которого подключен к выходу генератора импульсов, цифровой блок памяти, кольцевой регистр сдвига, элементы ИЛИ и И и последовательно включенные ре- версивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) и интегратор, выход которого является выходом функционального генератора, а управляющие входы соединены с соответствующими выходами цифрового блока памяти и потенциальными входами элементов И группы элементов И, импульсные входы и выходы которых подключены соответственно к выходу элемента задержки и к соответствующим установочным входам делителя частоты. Выход делителя частоты подсоединен к импульсным входам двух элементов И, потенциальные входы и выходы которых подключены соответственно к выходам триггера реверса и ко входам сложения и вычитания реверсивного сче-,чика. Выходы

746581 5 !

О

20 кольцевого регистра сдвига подсоединены к соответствующим входам цифрового блока памяти.

Однако это устройство не позволяет воспроизводить участки с нулевой производной, генерировать функции с несколькими экстремумами за период и генерировать несимметричные относительно экстремумов функции.

Целью изобретения является расширение класса воспроизводймых генератором функций.

Эта цель достигается тем, что предложенный функциональный генератор содержит блок временных задержек и аналоговый блок памяти, вход которого соединен с выходом интегратора, а выход подключен к одному из входов первого элемента ИЛИ, подсоеди-,.... ненного выходом ко входу кольцевого регистра сдвига, две группы выходов которого подключены к соответствующим группам установочных входов триггера реверса, а третья группа выходов кольцевого регистра сдвига подсоединена к группе входов блока временных задержек, выход 25 которого соединен с другим входом .первого элемента ИЛИ и с одним из входов второго элемента ИЛИ, другой вход и выход которого подключены соответственно к выходу делителя частоты и ко входу элемента задержки.

Структурная схема функционального генератора приведена на чертеже.

Функциональный генератор содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, группу элементов И 3, элемеит ИЛИ 4, элемент 5 задержки, цифровой блок б памяти, кольцевой регистр 7 сдвига, блок 8 временных .— задержек, триггер 9 реверса, элемент 4О.

ИЛИ 10, элементы И 11 и 12, реверсивный счетчик 13, ЦАП 14, интегратор 15 и аналоговый блок 16 памяти.

Аналоговый блок 16 памяти содержит амплитудно-импульсные компараторы 17 и элемент ИЛИ 18.

Функциональный генератор обеспечивает работу в трех режимах и работает следующим образом.

1. Генерирование участков с ®

« "Юых

dt

Импульсы переполнения делителя

2 частоты поступают через элемент

И 11 на сложение в счетчике 13.Через время, определенное элементом задержки 5, эти импульсы разрешают перепись кода блока б через элементы И 3 в делитель 2 частоты, обеспечивая тем самым требуемый коэффици- 60 ент деления последнего. Код в счетчике 13 линейно увеличивается во вРемени. Ступенчато-линейно изменяет ся.выходное напряжение преобразовагеля 14, а интегратор =5 сглаживает 65

\ эти ступени. Процесс линейного возрастания 0,„ продолжается до момента дости>кения равенства U в „=О (U — ордината первого узла аппроксимации), когда срабатывает компаратор 17 блока 16, настроенный на напряжение ОА., ВЫходной импульс блока 16 через элемент ИЛИ 10 поступает на вход регистра 7, вызывая тем самым появление сигнала на выходе этого регистра. Этим сигналом из блока б извлекается новое значение кода, определяющее наклон

О»» на втором участке аппроксимации. Задержанный импульс переполнения делителя 2 частоты разрешает перепись нового значения кода блока б в делнтель 2 частоты, и начиная с этого момента изменяется частота следования импульсов, поступающих на вход счетчика 13, т.е. угол наклона О»».

2. Генерирование участков с

dUsb» < 0

dt

При очереднЬм срабатывании блока 16 сигнал появляется на одном из Р,...,Р, выходов регистра 7, и триггер 9 реверса по соответствующему Й,...,В„ входу устанавливается в состояние "0", т.е. импульсы переполнения делителя 2 частоты поступают теперь через открытый элемент 12 на вычитающий вход счетчика

13. Напряжение U,„ линейно убывает, 40 ьых

Переход на участок с > 0 ocydt ществляется при появлении сигнала на одном из q q âûõîäîâ регистра 7, когда триггер 9 реверса устанавливается в состояние "1".

3. Генерирование участков с

«О вых d t

При очередном срабатывании блока

16 сигнал появляется на одном из

j j,, выходов регистра 7, которйе не подключены ко входам блока

6, и поступает на блок 8 временных задержек, с выхода которого сигнал на время длительности участка «Ueba.

dt = 0 блокирует по управляющему входу поступление импульсов генератора 1 на делитель 2 частоты.

По окончании блокирующего потенциала на вйходе блока 8 временных задержек через элемент ИЛИ 10 сигнал поступает на регистр 7,вызывая появление сигнала на (j,...,j )+1 =ом выходе последнего, из блока б извлекается новое значение кода.

Задержанный элементом 5 задержки сигнал блока 8 разрешает перепись нового значения кода в делитель 2 частоты.

Количество генерируемых участков определяется разрядностью регистра

74658I

7, емкостью блока 8 и количеством временных задержек в блоке 8.

Предлагаемое устройство позволяет генерировать участки U b,z c нулевой производной (длительность участка определяется временем соответствующей задержки в блоке 8),позволяет воспроизводить функции с несколькими локальными экстремумами за период, так как триггер 9 реверса может быть установлен в состояние

"1" п раз и в состояние "0" и раз (Im-n)=1) за время полного цикла переключения регистра 7, позволяет генерировать несимметричные (относительно экстремумов) функции,так как регистр 7 работает в одном на,правлении и за точкой экстремума можно извлекать из блока 6 коды,отличные от кодов, предшествующих экстремуму.

Формула изобретения

Функциональный генератор,содержащий делитель частоты, информа/ ционный вход которого подключен к выходу генератора импульсов, цифровой блок памяти, кольцевой регистр сдвига, элементы ИЛИ и И и последовательно включенные реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь и интегратор, выход которого является выходом функционального гегератора, а управляющие входы соединены с соответствующими выходами цифрового блока памяти и потеициальными входами элементов И группы элементов И, импульсные входы и выходы которых подключены соответственно к выходу элемента задержки и к соответствующим установочным входам делителя частоты, выход делителя частоты подсоединен к импульсным входам двух элементов И, потенциальнЫе входы и выходы которых подключены соответственно к выходам триггера реверса и ко входам сложения и вычитания реверсивного счетчика,выходы кольцевого регистра сдвига подсоединены к соответствующим входам цифрового блока памяти, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых генератором функций, он содержит блок временных задержек и аналоговый блок памяти, вход которого соединен с выходом интегратора, а выход подключен к одному из входов первого элемента ИЛИ, подсоединенного выходом ко входу кольцевого регистра

20 сдвига, две группы выходов которого подключены к соответствующим группам установочных входов триггера реверса, а третья группа выходов кольцевого регистра сдвига подсоединена к груп-.

25 пе входов блока временных задержек, выход которого соединен с другим входом первого элемента ИЛИ и с одним из входов второго элемента ИЛИ, другой вход и выход которого подклюЭО чены соответственно к выходу делителя частоты и ко входу элемента задержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 331405, кл. G 06 6 7/26, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 389519, кл. G 06 G 7/26, 1973 (прототип) ., ЦНИИПИ Заказ 3950/40

1ираж 751 Подписное филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4