Функциональный генератор

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель изобретения - расширение области применения за счет изменения формы воспроизводимых функций в процессе работы, воспроизведения знакопеременных функций и повышения точности. Функциональный генератор содержит два формирователя импульсов 1 и 2, два триггера 3 и 12, буферный регистр 4, два элемента ИЛИ 5 и 14, блок 7 программируемой памяти кодов крутизны участков аппроксимации, генератор 8 тактовых импульсов, делитель частоты 9, элемент задержки 10, счетчик 11, дешифратор 13, элемент И 15, два формирователя 17 и 18 сигналов кусочно-линейной формы, операционный усилитель 19. Принцип действия функционального генератора основан на кусочно-линейной аппроксимации воспроизводимых функций. Расширение области применения достигается на основе реализации режима записи новых данных в блок программируемой памяти, выполненный на двух группах кольцевых регистров сдвига, без остановки процесса считывания уже записанных данных. При этом каждая группа кольцевых регистров совместно с соответствующим формирователем сигналов кусочно-линейной формы образует канал формирования выходных сигналов положительной или отрицательной полярности. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (51) 4 G 06 G 7 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ll- ДФОП)ФИФОЮ Щ)

М чйстФо Йю,жир

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTKPbfTHRM

ПРИ ГЙНТ СССР

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4350852/24-24 (22) 25.12.87 (46) 15.08.89..Бил. )) 30 (72) О.К. Пысин и А.А. Социленков (53) 681.335(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1411785,кл. G 06 G 7/26, 22.01.87.

Авторское свидетельство СССР (- 993446, кл. Н 03 К 4/02, 1981. (54) ФУНКЦИОНА)1ЬНИЙ ГЕНЕРАТОР (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике . Цель изобретения — раснирение области применения за счет изменения формы воспроизводимых функций в процессе работы, воспроизведения. знакопеременных функций и повынения точности, 2

Функциональный генератор содержит два формирователя импульсов 1 и 2, два триггера 3 и 12, буферный регистр 4, два элемента ИЛИ 5 и 14, блок 7 программируемой памяти кодов крутизны участков аппроксимации, генератор 8 тактовых импульсов, делитель частоты 9, элемент задержки 10, счетчик 1 1, дешифратор 13, элемент

И 15, два формирователя 17 и 18 сигналов кусочно-линейной формы, операционный усилитель 19. Принцип действия функционального генератора основан на кусочно-линейной аппроксимации воспроизводимых функций. Раснирение области применения достигается на основе реализации режима записи новых данных в блок программируемой памя-.

3 1501100 4 ти, выполненный на двух группах коль- ствующим формирователем сигналов куцевых регистров сдвига, без останов- сочно-линейной формы образует канал ки процесса считывания уже записанных формирования выходных сигналов полоданных. При этом каждая группа коль- 5 жительной или отрицательной полярцевых регистров совместно с соответ- ности. 2 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к генераторам сигналов произвольной формы, и может быть использовано в устройствах автоматики.

Цель изобретения — расширение области применения эа счет изменения формы воспроизводимых функций в процессе работы, воспроизведение знакопеременных функций и повышение точности.

На фиг. 1 представлена стуктурная схема функционального генератора; на фиг. 2 — временные диаграммы, пояс,няющие его работу.

Функциональный генератор содержит формирователь 1 заднеro фронта импульса, формирователь 2 переднего фронта импульса, первый триггер 3, 30 буферный регистр 4, первый элемент

ИЛИ 5, шину 6 ввода кода крутизны участков, блок 7 программируемой памяти кодов крутизны участков аппроксимации, генератор 8 тактовых импуль- 35 сов, делитель 9 частоты, элемент 10 задержки, счетчик 11, второй триггер 12, дешифратор 13, второй элемент ИЛИ 14, элемент И 15, шину 16 ввода кода номера запоминающего уст- 40 ройства, формирователи 17 и 18 сигналов кусочно-линейной формы и операционный усилитель 19.

Блок 7 образуют две группы кольцевых регистров сдвига 7.1"7.m и 7.1I

7 еш °

Запоминающие устройства 7.1-7.m и 7 ° 1 -7.m в блоке 7 программируемой памяти кодов крутизны участков аппроксимации и формирователи 17 и

18 сигналов кусочно-линейной формы образуют каналы формирования сигналов положительной и отрицательной полярности соответственно.. Каналы идентичны по схеме и принципу работы. Формирователи 17 и 18 сигналов кусочнолинейной формы выполнены на основе токовых ключей, заряжающих или разряжающих емкость, с которой снимает1 ся выходной сигнал кусочно-линейной формы. Каждый токовый ключ, включаемый сигналом с запоминающего устройства,подает на емкость ток, пропорциональный 2, где m — порядковый номер входа ключа.

Переключение ключей происходит с частотой тактовых импульсов от генератора Я,осуществляющих циклический сдвиг занесенной в запоминающие устройства информации на их выходы.

Выход канала положительной полярности соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 19, а выход канала отрицательной полярности — с инвертирующим. Поэтому на выходе операционного усилителя, являющегося выходом всего генератора, формируется двуполярный сигнал, мгновенные значения которого пропорциональны текущей разности положительных сигналов, поступающих на входы усилителя.

Таким образом, с частотой тактовых импульсов на входы формирователей 17 и 18 сигналов кусочно-линейной формы поступает параллельный двоичный код.

Каждое запоминающее устройство управляет своим токовым ключом с определенным весом. Количество тактов, на которые делится период выходного сигнала, соответствует числу запоминающих ячеек и запоминающем устройстве.

Поэтому увеличение числа участков кусочно-линейной аппроксимации выходного сигнала (т.е. увеличение точности воспроизведения сигнала) достигается увеличением числа ячеек запоминающего устройства и соответствующим увеличением тактовой частоты.

Занесение информации в запоминающее устройство из внешнего устройства (ЭВМ, программатора, пульта управления и т.д.) производится через буферный регистр 4. Выбор того запоминающего устройства, в которое должна производиться запись новой информации, осуществляется дешифратором 13 . в соответствии с кодом, подаваемым

l 5011()0 на него из внешнего устройства. Делитель 9 частоты выполнен на основе

30 кольцевого сдвигающего регистра, в который записана одна "1". Считывание записанной "1" происходит через и тактовых импульсов. Таким образом, делитель частоты 9 выполняет функцию синхронизатора.

Устройство работает следующим образом.

Допустим, что в блоке 7 программируемой памяти, который состоит из

m+m< кольцевых регистров сдвига, т.е. запоминающих устройств последователь- 15 ного (циркулярного) типа, уже записана информация о воспроизводимой функции. Тогда с ее m+m выходов непрерывно считываются серии кодовых пакетов, которые поступают соответствен- 20 но на m или m входы первого и второго формирователей 17 и 18 сигналов кусочно-линейной формы, причем каждый вход этих формирователей соответствует определенному весу.

В результате на их выходах формируются участки кусочно-линейной аппроксимации воспроизводимой функции с большиМ числом градаций углов наклона отрезков, которые .поступают соответственно на прямой и инверсный входы операционного усилителя 19, на выходе коТорого формируется кусочнолинейная аппроксимация воспроизводимой функции с положительными и отРи- 35 цательными участками. На фиг. 2 показаны временные диаграммы серии кодовых пакетов, поступающих с выходов блока 7 программируемой памяти на входы формирователей 17 и 18 сигналов 4О кусочно-линейной формы, и сформированная кусочно-линейная аппроксимация воспроизводимой функции на выходе операционного усилителя 19.

При необходимости изменения какого-либо участка воспроизводимой функции при непрерывной работе генератоУ ра функций или воспроизведения новой функции на нине 6 ввода кода крутизны участка воспроизводимой функции устанавливают соответствующий двоичный и-разрядный параллельный код, Число разрядов этого кода равно числу отрезков аппроксимации воспроизводимой функции. На нине 16 ввода кода номера запоминающего устройства устанавливают соответствующий код номера регистра сдвига m или m в блоке 7 программируемой памяти кодов крутизны участков аппроксимации, куда должен записаться соответствующий код участка воспроизводимой функции.

Через некоторое время после установления соответствующих кодов на шинах 6 и 16 на входы формирователей и 2 заднего фронта импульса и переднего фронта импульса соответственно поступает импульс Запись, передний фронт которого через формирователь 2 длительности переднего фронта устанавливает в "0" триггер 3, счетчик ll импульсов и через элемент ИЛИ 14 триггер 12. Задний фронт импульса Запись" через формирователь l длительности заднего фронта импульса устанавливает в "1 триггер 3, поступает на первый управляющий вход буферного регистра 4 и через элемент ИЛИ 5 на второй управляющий вход буферног6 регистра 4. При совпадении на управляющих входах регистра 4 "1" и с приходом на его тактируемый вход фронта тактового импульса с генератора 8 тактовых импульсов через элемент 10 задержки осуществляется синхронный параллельный ввод до двоичного и †разрядно кода с нины 6. При этом на выходе регистра 4 появляется значение младнего разряда этого кода. После окончания действия импульса Запись| на управляющих входах регистра 4 устанавливается "0" и он переходит в режим хранения. При совпадении на входах элемента И 15 высокого уровня, поступающего с выхода триггера 3, и импульса, поступающего с делителя 9 частоты через каждые и тактовых импульсов, на его выходе формируется импульс, который устанавливает в "1" триггер 12, В результате высокий уровень с выхода триггера 12 поступает одновременно на управляющий вход счетчика 1! импульсов, через элемент ИЛИ 5 на второй управляющий вход регистра 4 и на стробируемый вход денифратора 13. При этом на одном из выходов денифратора, соответствующем коду номера запоминающего устройства на нине 16, устанавливается "1", которая, поступив на управляющий вход соответствующего (m или m ) кольцевого регистра в бло-" ке 7 программируемой памяти, открывает его для записи соответствующего кода, В результате при поступлении на вход блока 7 фронта тактового им1501100 пульса с генератора 8 тактовых импульсов в соответствующий кольцевой регистр сдвига переписывается с выхода буферного регистра 4 значение младшего разряда кода участка воспроизводимой функции. При наличии на первом и втором управляющих входах регистра 4 соответственно низкого и высокого уровней и при подаче на 10 его тактируемый вход фронта тактового импульса через элемент 10 задержки с генератора 8 тактовых импульсов происходит сдвиг одновременно всего числа на один разряд в сторону младшего разряда и íà его выходе появляется следующий разряд кода, который следующим тактовым импульсом переписывается в кольцевой регистр сдвига.

Таким образом, из буферного регист" 20 ра 4 за первые п тактов в соответствующий регистр сдвига m или m бло, ка программируемой памяти поразрядно переписывается и-разрядный код участка воспроизводимой функции. 25 . Счетчик 11 импульсов подсчитывает число тактовых импульсов и после поступления и-го тактового импульса устанавливается в "О". При этом на вы" ходе счетчика импульсов формируется 30 импульс, который устанавливает в "0" триггер 12.

В результате на обоих управляющих входах буферного регистра 4, управляющем входе счетчика 11 импульсов и. на стробирующем входе -дешифратора

13 устанавливаются низкие потенциалы. Регистр 4 переходит в режим

\ хранения, а счетчик 11 импульсов и дешифратор 13 блокируются по входам.

На управляющем входе кольцевого регистра сдвига устанавливается. уровень

"0", и при поступлении следующих тактовых импульсов содержимое кольцевого регистра сдвига не теряется, а 45 после поступления Il тактовых импульсов снова находится в исходном состоянии. Таким образом, информация, записанная в кольцевые регистры сдвига блока 7, непрерывно циркулирует в

50 этих регистрах и поразрядно поступает с соответствующего выхода блока 7 на соответствующий вход формирователя сигнала кусочно-линейной формы.

При необходимости воспроизведения новой функции сначала импульсом "

"Сброс" устанавливают в "0" все коль- цевые регистры сдвига в блоке 7 и триггер 12 через элемент ИЛИ,14. При этом счетчик импульсов блокируется по входу, на стробирующем входе дешифратора 13 устанавливается "О" и все кольцевые регистры блокируются по входам. Далее аналогично описанному соответствующие коды участков новой

I воспроизводимой функции через шину 6 и регистр 4 поочередно записываются в соответствующие регистры блока 7 памяти кодов крутизны участков аппроксимации.

Формула и з о б р е т е н и я

Функциональный генератор содержащий генератор тактовых импульсов, соединенный выходом с входом делителя

Частоты, первый триггер, выход которого подключен к первому входу элемента И, счетчик, дешифратор и блок программируемой памяти кодов крутизны участков аппроксимации, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения за счет изменения формы воспроизводимых функций в процессе работы, воспроизведения знакопеременных функций и повышения точности, в него введены второй триггер, элемент задержки, два элемента ИЛИ, буферный регистр, два формирователя сигналов кусочно-линейной формы, операционный усилитель, формирователь переднего фронта импульса и формирователь заднего фронта импульса, а блок программируемой памяти кодов крутизны участков аппроксимации содержит две группы кольцевых регистров сдвига, подключенных входами разрешения записи к соответствующим выходам дешифратора, информационными входами — к выходу буферного регист ра, а тактирующими входами — к выходу генератора тактовых импульсов и входу элемента задержки, выход которого соединен с тактирующим входом буферного регистра и счетным входом счетчика, подключенного входом разрешения счета к выходу второго триггера, первому входу первого элемента ИЛИ и стробирующему входу дешифратора, информационный вход которого соединен с шиной ввода кода номера кольцевого регистра блока программируемой памяти кодов крутизны участков аппрокси" мации функционального генератора, выход первого элемента ИЛИ подключен к входу управления сдвигом буферного регистра, соединенного информационным входом с шиной ввода кода крутиз10

1501100

Влод2 юлоИ

ВхИФ

tied 5

Влог7

ВлсВ 7

Влод 2

Влрд

Ized

Jbat5

Влад В .ВлМ 7

Составитель С, Казинон

Техред JI.Олийнык Корректор М.Васильева

Редактор А. Огар

Заказ 4871/47 Тираж 668 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 ны участков функционального генератора, а входом управления записью — с вторым входом первого элемента HJIH, входом установки в "1" первого триг5 гера и ныходом формирования заднего фронта импульса, подключенного входом к входу упранления записью функционального генератора и входу формирователя переднего фронта импульса, вы- lp .ход которого соединен с входом обнуления первого триггера, входом начальной установки счетчика и первым входом второго элемента ИЛИ,подключенного вторым входом к выходу обнуления .5 счетчика, а выходом — к входу обнуления второго триггера, соединенного входом установки н "l" с выходом элемента И, второй вход которого подключен к выходу делителя частоты, при этом первый формирователь сигналов кусочнолинейной формы соединен входами управления крутизной с выходами старших разрядов кальценых регистров сдвига пернай группы блока программируемой памяти кодов крутизны участков аппроксимации, а выходом — с инвертирующим входом операционного усилителя, выход которого является выходом функцианальнога генератора, неинвертирующий вход подключен к ныходу нторого формирователя сигналов кусочнолинейной формы, соединенного входами, управления крутизной .с выходами старших разрядов кольцевых регистров сдвига второй группы блока программируемой памяти кодов крутизны участков аппроксимации.