Генератор функций

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск ни .Социапистичесииа

Республик

< >840953 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.09.79 (21) 28 l9444/18-24 с присоединением заявки,% (23) Приоритет

Опубликовано 23.06.81. Бюллетень ¹ 23 . Дата опубликования описания 26.06.81 (51)М. Кл.

6 06 G 7/26 йаударатавниый комитет

СССР ва делам изобретений и открытий (53) УДК 681. .335(088.8) (72) Автор изобретения

А. Г, Падалко

Сибирский металлургический институт нм. Серг! Орджоникидзе . i

" Ъ (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известен генератор функций, содержащий интегрирующие усилители, логические элементы ИЛИ и И-НЕ, распределитель импульсов, генератор импульсов и npeo6-, разователь кодов

Известен также генератор функций, содержащий схемы сравнения, задающие положение точек излома, входные резис-! о торы.и выходной интегрирующий усилитель, осуществляющий кусочно-линейную аппроксимацию функций времени j 2$.

Недостаток эт их генераторов — конст руктивная сложность. !5

Наиболее близким техническим рещеsseM к предлагаемому является генера тор функций, содержащий блок делителей напряжения, инвертор, элемент ИЛИ, первый вход которого является входом запуска генератора, операционный усилитель, выход которого является выходом генера ðà, интегрирующий конденсатор, вклю2 ченный между входом и выходом операционного усилителя, элемент компенсаций входного тока, подключенный ко входу операционного усилителя, тт задающих триггеров, выходы которых, кроме выхода т! -го задающего триггера, соединены с соответствукицими входами блока делителей напряжения, т! пороговых элементов, входы которых соединены с выходом операционного усилителя, а выходы с входами установки нулевого состояния соответствующих задающих триггеров, выход и, -го задающего триггера соединен со входом блока делителей напряжения через инвертор, инверсный выход каждого задающего триггера! кроме т! -го, соединен со счетным входом следующего по номеру задающего триггера, инверсный выход т! -го задающего триггера соединен со вторым входом элемента ИЛИ, выходкоторого подклюттен к счетному входу первого задающего триггера, выход блока делителей напряжения соединен со входом операционного усилителя М.

3 8409

Недостаток этого генератора заключается в его сложности, так как при формировании симметричных функций вре; мени (например, синусоидального типа, параболических функций и т.д.), он дол5 жен иметь отдельные задающие триггеры пороговые элементы и делители на пряжения на каждый линейный участок восходящей и нисходящей ветвей воспроиз, водимой функции.

Цель изобретения — упрощение структуры генератора при воспроизведении симметричных функций времени.

Поставленная цель достигается тем, что генератор функций, содержащий блок делителей напряжения, инвертор, элемент ИЛИ, первый вход которого является входом запуска генератора, операционный усилитель, выход которого является выходом

20 генератора, интегрирующий конденсатор, включенный между входом и выходом операционного усилителя, элемейт ком- пенсации входного тока, подключенный ко входу операционного усилителя, 0 задаю-

:щих триггеров, выходы которых кроме выхода tl -го задающего триггера соединены с соответствующими входами блока делителей напряжения, tl пороговых элементов, входы которых соединены с выходом операционного усилителя, первый и второй входы первого задающего триггера . соединены соответственно с выходом элемента ИЛИ и с инверсным выходом первого порогового элемента, дополнительно содержит (п-2) дополнительных элементов ИЛИ, п-2 элемен тов HE, (rl+l)-ый пороговый элемент, (n+l)-ый задающий триггер, переключатель и входной резистор, включенный между выходом инвертора и входом операционного усилителя, выход блока делителей напряжения соединен с подвижным.

KoHTBKToM переключателя управляюп1ий 45

Р вход которого подключен к выходу . (n+l)-го задающего триггера, первый и второй неподвижные контакты, соответственно, к входу операционного усилителя и ко входу .инвертора, первый и вто рой входы каждого j -го дополнительного элемента ИЛИ соединены соответственно,.с инверсным выходом < -го порогового элемента и с прямым выходом (1+l)-го порогового элемента, выход каж-55 дого < -ro дополнительного элемента

ИЛИ подключен к первому и через соответствующий элемент НŠ— ко второму входу (1+l)-го задающего триггера, пря53 4 мой выход первого порогового элемента соединен со вторым входом основного элемента ИЛИ, первый и второй входы о -го задающего триггера соединены соответственно с инверсным и прямым выходами (и-l)-го порогового элемента, йервый и второй входы (и+ )-го задаю» щего триггера соединены с инверсным выходом и -го порогового элемента, и прямым выходом — (и+1)-го порогового элемента, выход и -го задающего триггера соединен с соответствующим входом блока делителей напряжения.

На фиг. 1 представлена блок-схеМа генератора; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Генератор функции содержит блок 1 делителей напряжения, инвертор 2, операционный усилитель 3, интегрирующий конденсатор 4, элемент 5 компенсации входного тока, входной резистор 6, переключатель 7, элемент ИЛИ 8, rl+l пороговых элемента 9„, ..., 9 4, (и+1) задающих триггеров lO@,, lO@ay -2 дополнительных элементов ИЛИ

11„, ..., l1д, n -2 элемента НЕ

124 ...,, 12 .

Генератор работает следующим образом.

В исходном состоянии на прямых выходах пороговых элементов 9,..., 9, + появляются нулевые потенциалы, а на инверсных — положительные потенциалы, соответствующие логической единице. На вторых входах задающих триггеров

lO<,..., 10, + появляются положитель/ ные потенциалы, на первых входах — нулевые, что соответствует нулевому состоянию задающих триггеров 10,...,1С т.е. такому, когда на их выходах нулевые потенциалы. На выходе операционного усилителя 3 также нулевой потенциал (фиг. 2a). При подаче запускающего импульса на вход элемента ИЛИ 8, последний выходным импульсом (фиг.26) опрокидывает задающий триггер 104, на выходе которого образуется прямоугольная ступенька положительного напряжения (фиг. 2в), Это напряжение, уменьшенное в блоке делителей напряжения 1 в.соответствии с требуемой крутизной формируемой функции, через переключатель 7 поступает на вход инвертора 2 и далее через входной резистор 6 на вход операционного усилителя 3, На выходе генератора появляется положительное нарастающее во времени. напряжение, поступающее на входы пороговых элементов

840

При достижении выходным напряже35 нием операционного усилителя порога срабатывания п-го порогового элемента

9 (для упрощения примем п=4) последний срабатывает (фиг. 2к) и отрицательным

4( перепадом импульса опрокидывает триггер 10п<», управляющий переключагелем 7. При этом выход блока делителей напряжения 1 подключается к входу операционного усилителя 3, на выходе

45 которого формируется спадающее напряже -. ние, крутизна, которого равна крутизне последнего восходящего участка ГД (фиг. 2а) воспроизводимой кривой так как определяется напряжением, поступают 50 щим с выхода триггера .10г через соответствующий делитель напряжения блока 1

При достижении выходным напряжением операционного усилителя 3 порога срабатывания элемента 9„, (точкв Г фиг.2а):

Г

55 последний возвращается в исходное состояние (фиг. 2з), возвращая при этом отрицательным перепадом импульса триггер 101 (фиг. 2И) в исходное состояние

9,..., 9 с регулируемыми порогами срабатывания. С помощью пороговых элементов 9„,..., 9,„.» устанавливается размах линейных участков воспроизводимой кривой.

При достижении напряжения нв выходе операционного усилителя 3 уровня порога срабатывания первого порогового элемента 9» (точка Б, фиг. 2а) на его инверсном .: . выходе вырабатывается импульс отрицательного перепада (фиг.2r), который возвращает триггер 104 в исходное состояние и через элемент ИЛИ 1 1„ и элемент НЕ 12 опрокидывает триггер 10 (фиг.2д) . На этом заканчивается формирование первого линейного учвс тка АБ воспроизводимой кривой (график фиг. 2а) и начинается формирование второго участка кривой БВ. При достижении выходным напряжением операционного усилителя 3 порога срабатывания второго порргового элемента 9g последний срабатывает, возвращая положительным перепадом импульса нв прямом выходе (фиг.2е) через элемент ИЛИ 11„и эле- 25 мент НЕ 12» триггер 10 в исходное состояние (фиг.2д), и отрицательным перепадом на инверсном выходе через элемент ИЛИ 11 и элемент НЕ 12 опрокидывает тРиггер 10 (фиг. 2ж) . Вос- зо ходящие участки ВГ и ГД (фиг.2а) формируются аналогично при срабатывании

; порогового элемента 9 (фиг.2з) и триггера 10) (фиг.2и) . и опрокидывая этим же импульсом через элементы ИЛИ 1 1, и элемен г НЕ l 2 < триггер 10г » . При этом начинается формирование второго спадающего участка ГВ воспроизводимой кривой. Участки

ВБ и EA формируются аналогичным образом. При достижении выходным напряжением операционного усилителя 3 порога срабатывания порогового элемента 9г »

1фиг.2л),, последний срабатывает и опрокидывает триггер 10пе» (фиг. 2м), который устанавливает переключатель 7 в положение, соответствующее подключению выхода блока l к входу инвертора 2, благодаря чему на выходе генератора начинает формироваться нарастающее напряжение. Далее цикл генерации воспроизводимой функции времени повторяется.

Использование предлагаемого генератора при воспроизведении симметричных функций позволяет уменьшить количество настраиваемых элементов в генераторе по сравнению с известным в два раза, что делает предлагаемый генератор более простым по струкгуре.

Формула изобретения

Генератор функций, содержащий блок делителей напряжения, инвертор, элемент

HIM, первый вход которого является входом запуска генератора,-операционный усилитель, выход которого является выходом генератора, интегрирующий конденсатор, включенный между входом и выходом операционного усилителя, элемент компенсации входного тока, подключенный ко входу операционного усилителя, г» задающих триггеров, выходы которых, r кроме .- .выхода и -го задающего триггера, соединены с соответствующими входами блока делителей напряжения, и пороговых элементов, входы которых соединены с выходом операционного усилителя, первый и второй входы первого задаю- щего триггера соединены соответственно с выходом элемента ИЛИ и с инверсным выходом первого порогового элемента, отличающийся тем,что,с целью упрощения структуры при воспроизведении симметричных функций времени он содержит rl -2 дополнительных элементов ИЛИ, и -2 элементов НЕ, (n+l) É пороговый элемент, (0+1)й задающий триггер, переключатель и вход.ной резистор, включенный между выходом инвертора и BxogQM операционного

8409

7 усилителя, выход блока делителей напряжения соедннен с подвижным контактом переключателя, управляющий вход которого подключен к выходу (0+1)-го задающего триггерa, а первый и второй неподвижные контакты, соответственно, к входу операпионного усилителя и ко входу инвертора, первый и второй входы каж-

1 дого < -го дополнительного элемента ИЛИ соединены соответственно с инверсным выходом -го порогового элемента и с прямым выходом (4+ l) -го;: порогового

%. элемента, выход каждого -го дополнительного элемента ИЛИ подключен к первому и через соответствующий элемент. HE q

1 ко второму .входу (4+1)-го задающего трнггера, прямой выход первого порогового элемента соединен со вторим входом основного элемента ИЛИ, первый и второй

53 8 входы и. -го задающего триггера соединены соответственно с инверсным и прямым выходами (и -1)-го порогового элемента, первый и второй входы (П +l)-го задающего триггера соединены с лнверсным выходом д -го порогового элемента и прямым выходом (0+1)-го порогового элемента, выход 0 -го задающего трютера соединен с соответствующим входом блока делителей напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 65 l 376, кл. 6 06 К 15/20, l 97 9.

2. Патент США % 3622770, кл. 235197, опублик. l97l.

3. Авторское свндетельство СССР

% 570069, кл, Cj 06 Q 7/26, 3.977.