Генератор функций

 

О П И С А Н И Е ()840954

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ccuoi Советских

Социалистических республик (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 24.09.79 (2l ) 2819445/18-24 с присоединением заявки М— (5l)M. Кл.

G 06 С 7/26 государственный комитет

СССР (23) П риорнтет (M) УДУ< 681.ЗЗ5 (088.8) Опубликовано 23.06.81. Бюллетень Рй 2З ао делам язооретений и открытий

Дата опубликования опнсанкя 26.06.81 (72) Авторы изобретения

А. Г. Падалко, А. Ф. Сакун и В. Н. Буинцев

Сибирский металлургический институт им. Серго Орджоникидзе (7l ) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике.

Известен генератор функций, содержащий интегрирующие усилители, элементы

ИЛИ и И-НЕ, распределитель импульсов, 5 генератор импульсов и преобразователь кодов $1).

Известен также генератор функций, содержащий схемы сравнения, задающие положение точек излома, входные резисторы и выходной интегрирующий усилитель, осуществляющий кусочно-линейную аппроксимацию функций времени 21, Недостаток генераторов — конструктивная сложность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является генератор функций, содержащий блок делителей напряжения, инвертор, элемент ИЛИ, первый вход которого является входом запуска генератора, операционный усилитель выход которого является выходом генерато» ра, интегрирующий конденсатор, вхлюченный между входом и выходом операционного усилителя, элемент компенсации входного тока, подключенный ко входу операционного усилителя,, 1 задающих триггеров, выходы которых, кроме выхода и --го задающего триггера, соединены с соответствующими входами блока делителей напряжения, и 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 и -го, соединен со счетным входом следующего по номеру задающего триггера, инверсный выход и -ro задающего триггера соединен со вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу первого задатощего триггера, выход блока делителей напряжения соединен со входом операционного усилителя (3).

Недостаток такого гейератора заключается в отсутствии возможности формирования горизонтальных отрезков воспроизводимой функции времени, что сужает его функциональные возможности. 5

Пель изобретения — расширение класса воспроизводимых функций за счет воспроизведения функций времени с горизонтальными участками.

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 генератора, интегрирующий конденса" тор, включенный между входом и выходом операционного усилителя, элемент компенсации входного тока, подключенный ко входу операционного усилителя, и задаюших триггеров, выходы которых, кроме выхода и -го задающего триггера, соединены с соответствующими входами блока делителей напряжения, и пороговых элементов, входы которых соединены с выходом операционного усилителя, а выходы — c входами установки нулевого состояния соответствую них задающих триггеров, дополнител ьно содержит h одновибраторов и входной резистор, включенный между выходом инвертора и входом операционного усилителя, выход каждого олновибратора соединен со счетным входом соответствующего задающего триггера, вход каждого -го одновибратора, кро35 ме первого, соединен с выходом (i-1)-го порогового элемента, вход первого одновибратора подключен к выходу элемента

ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом q -го порогового элемента, пер- 0

40 вый выход блока делителей напряжения подключен ко входу инвертора, а второй выход — ко входу операционного усилителя, выход и -го задаюшего триггера соединен с соответствующим входом блока делителей напряжения.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого генератора функций; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняю50 шие его работу.

Генератор функций содержит блок 1 делителей напряжения, инвертор 2, операционный усилитель 3, интегрирующий конденсатор 4, элемент 5 компенсации входного тока, входной резистор 6, элемент ИЛИ 7 и пороговых элементов 8 .. ° .,8>, и задающих триггеров 9 ....,9, и одновибра"" п торов 10„,...,10„.

Генератор функций работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходах задающих триггеров 9,..., 9 нулевые потенциап лы. На входе усилителя 3 входной ток отсутствует, интегрирующий конденсатор 4 разряжен и на. выходе генератора (фиг.2 a) нулевой потенциал. При подаче запускающего импульса на первый вход элемента ИЛИ 7 (фиг. 2б) импульсом с его выхода запускается одновибратор 104 (фиг. 2 в) с регулируемой длительностью выходного импульса, определяющего величину начального горизонтального участка воспроизводимой ломаной кривой, Отрицательным перепадом импульса с выхода одновибратора 104 опрокидывается задаюший триггер 94 (фиг. 2г), на выходе кодорого образуется прямоугольная ступень- . ка напряжения положительной полярности.

Это напряжение через блок делителей напряжения 1 поступает на вход инвертора 2 и далее через входной. резистор 6 на вход усилителя 3, На выходе усилителя 3 появляется нарастаюшее положительное напряжение, которое поступает на входы пороговых элементов 8„,...,8 с регулируемы. ми порогами срабатывания. С помошью пороговых элементов 81,...,8„устанавливается размах линейных участков воспроизводимой кривой. При достижении выход-. ным напряжением генератора порога срабатывания первого порогового элемента

8 íà его выходе (фиг. 2д) вырабатывается импульс отрицательного перепада, который возвращает триггер 9„в исходное состояние и запускает одновибратор

10, на выходе которого (фиг, 2е) появляется импульс положительной полярности.

На время длительности этого импульса на входе усилителя 3 отсутствует входной ток, следовательно, на его выходе остается напряжение, равное порогу срабатывания предыдущего порогового элемента

8 . При этом формируется горизонтальный

: участок ВГ воспроизводимой кривой (фиг. 2 а), длительность которого регулируется длительностью импульса одновибратора 102. По окончании действия импульса одновибратора 10 его задним фронтом опрокидывает второй задающий триггер 9и, на выходе которого формируется прямоугольная ступенька положительного напряжения (фиг. 2а) ° Угол его наклона определяется соответствующим коэффициентом блока 1 делителей напряжения.

Поскольку пороги срабатывания пороговых элементов 8и „, 8 (для упроше8400 ния примем и =4), участвующих в формировании спадающих участков воспроизводимой кривой, меньше, чем, например, порог срабатывания порогового элемента

8g, формирующего последний возрастающий участок, то очевидно, что пороговые элементы 8n, 8п, срабатывают раньше, чем пороговый элемент 8 . Однако это не повлияет на работу генератора, если для управления задающими триггерами Ц,, 9„.„èñïîëbçoâàrü инверсные выходы пороговых элементов 8, 8„. Положительные перепады напряжен ия, возникающие на их выходах, при достижении выходным напряжением генератора из порс 15

t ов срабатывания не вызывают опрокидывания задающих триггеров 9„, 9„ .

При достижении выходным напряжением генератора порога срабатывания пороговогс элемента 80 последний срабатывает (фиг. 2з) и возвращает в исходное положение задающий триггер 9 . Кроме того, этот же импульс запускает одновибратор

10„.1 (фиг. 2и). При этом формируется горизонтальный участок ДЕ воспроизводи25 мой кривой (фиг. 2а), длительность кого) рого регулируется длительностью импуль-. са на выходе одновибратора 10„, . По окончании действия импульса одновибратора 10 последний возвращается в исЗо ходное состояние, опрокидывая отрицательным перепадом импульса задающий триггер 9п 1 на выходе которого(фиг.2к) формируется прямоугольная ступенька напряжения, которое поступает через блок делителей напряжении на вход усилителя

3, на выходе которого начинает формироваться спадающее напряжение - (отрезок

ЕЖ воспроизводимой кривой). При дости40 женин выходным напряжением генератора порога срабатывания порогового элемента

8q (фиг. 2л) последний возвращается в исходное состояние, опрокидывая при этом отрицательным перепадом импульса

45 задающий триггер 9,(и запуская одновибратор 10п (фиг. 2м).

Отрезки ЖЭ и ЗК (фиг. 2а) воспроизводимой кривой формируются аналогично отрезкам ДЕ и ЕЖ. При достижении вы-

S0 ходным напряжением генератора порога срабатывания порогового элемента 8 ". (фиг. 2м) последний, возвращаясь в исходное.состояние, опрокидывает триггер

9, (фиг. 20) и через элемент ИЛИ 7 за -: 55 пускает одновибратср 101, после чего процесс генерации функции повторяется.

Таким образом, введение одновибраторов в генератор обесйечиваег возмож54 6 ность формирования горизонтальных участков функции времени после каждого наклонного участка, что позволяет расширить его функциональные возможности по сравнению с известным.

Формула изобретен ия

Генератор функций, содержащий блок делителей напряжения, инвертор, элемент

ИЛИ, 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, задающий триггеров, выходы которых, кроме выхода

-ro задающего триггера, соединены с соответствующими входами блока делителей напряжения, и пороговых элементоцвходы которых соединены с выходом операционного усилителя, а выходы — с входами установки нулевого состояния соогветствуюших задающих триггеров, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций за счет воспроизведения функций времени с горизонтальными участками, он содержит 6- оасовибраторов и входной ре-зистор, включенный между выходом инвертора и входом операционного усилителя, выход каждого одновибратора соединен со счетным входом соответствующего задаюI щего триггера, вход каждого 4 -го однов брагара, кроме первого, соединен с

1 выходом (1 -1)го порогового элемента, вход первого одновибратара подключен к выходу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом rl -ro порогового элемента, первый выход блока делителей напряжения подключен ко входу инвертора, а второй выход — ко входу операционного усилителя, выход n o задаюmего триггера соединен с соответствующим входом блока делителей напряжения.

Источники информации, принятые во внимание; при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 651376, кл. 9 06 К 15/20, 1979.

2. Патент США % 3622770, кл. 235-197, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР

Ь 570069, кл, 6 06 G 7/26, 1977 (прототип).

8409 54

Составитель Н. Балабошко

Текреа М.Табакавич Каррекеер Г.решеевик

Редактор H. Пушненкова ее

Филиал ЛЛЛ еЛатеыт", r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Заказ 4770/75 Тираж 745 Подпи сн ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская иаб., n. 4/5