Функциональный генератор

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 09.04.81 (21) 3271898/18-24 1511 М. КЛ.З с присоединением заявки Мо(23) Приоритет 6 06 С 7/26 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытийОпубликовано 30.1032. Бюллетень М 9 40 Дата опубликования описания 30. 10.82(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР Изобретение относится к вычисли-тельной технике и может быть использовано в аналоговых и гибридных вычислительных устройствах, например, в схемах множительных устройств с широтно-импульсной модуляцией, обеспечивающих получение произведения одного из входных сигналов на заданную Функцию от второго сигнала за счет сравнения второго сигнала при его нелинейном преобразовании в широтно импульсный сигнал (ШИИ) с сигналом Функционального генератора, который вырабатывает Функцию, обратную заданной, Генератор предназначен для получения арксинусной Функции.Известен Функциональный генератор, генерирующий треугольное напряжение для получения указанным способом промежуточных ШИМ-сигналов, содержащий сумматор, один вход которого подключен к выходу интегратора и : входу компаратора, выход компаратора подключен к управляющему входу двухпозиционного ключа, вы-. ход которого через резистор соединен с другим входом компаратора, а входы двухпозиционного ключа - с разнополярными источниками опорного напряжения, к которым первыми выводами подключены переменные резисто"ры, вторые выводы последних подсоединены к общей шине, а подвижные контакты связаны с вторым и третьим .входами сумм.-.тора, .выход сумматораподключен к резистору времязадающейВС-цепи (1).Такой генератор, обладая доста"точной точностью установки длительности импульсов, не позволяет воспроизводить арксинусные зависимости,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является пре"образователь с интегрирующим звеном,содержащий операционный усилитель,нуль-орган, выход которого подключен к управляющему входу двухпозиционного переключателя, первый ивторой информационные входы которого соединены соответственно с источниками положительного и отрицательного опорного напряжения, а входнуль-органа соединен с выходом операционного усилителя, являющимсявыходом генератора, неинвертирующийвход операционного уСилителя подклю.чен к шине нулевого потенциала, имасштабный резистор обратной связи,включенный между:выходом и входомоперационного усилителя 1 2, 970393Несмотря на высокую точность ипростоту устройство не обеспечивает получение арксинусной зависимости.Цель изобретения - расширениекласса воспроизводиьих Функций.5Поставленная цель достигается тем,что в Функциональный генератор, содержащий операционнЫЙ усилитель,нуль-орган, выход которого подклю 1 Очен к управляющему входу двухпоэиционного переключателя, первый ивторой информационные входы которого соединены соответственно с источниками положительного и отрицательного опорного напряжения, а входнуль-органа соединен с выходом операционного усилителя, являющимся выходом генератора, неинвертирующий,вход операционного усилителя подключен к шине нулевого потенциала, имасштабный резистор обратной связи,включенный между выходом и входомоперационного усилителя, введены инвертор и параллельно соединенныедифференцирующие КС-цепи, состоящиеиз последовательно соединенных масштабного резистора и зарядного конденсатора, причем вход инвертора идругие выводы масштабных резисторовдифференцирующих КС-цепей подключены ЗОк выходу двухпоэиционого переключателя, а выход инвертора и другиеобкладки зарядных конденсаторов дифФеренцирующих КС-цепей подключены кинвертирующему входу операционного 35усилителя,Сущность изобретения заключаетсяв аппроксимации арксинусной зависимости тремя экспоненциальными функциями времени. 40На фиг.1 представлена блок-схемафункционального генератора.; на фиг,2 временные диаграши, поясняющие егоработу.Функциональный генератор содержит 45операционный усилитель 1, нульорган 2, источники положительного иотрицательного опорного напряжения3 и 4, двухпозиционный переключатель 5, масштабный резистор б обратной связи, инвертор 7, три последовательные КС-цепи, состоящие измасштабных резисторов 8 и зарядныхконденсаторов 9. Генератор работает следующим образом.Предположим, что в момент времени о двухпозиционный переключатель 5 замыкается на источник положительного опорного напряжения. Положительный импульс опорного напряжения от источника 3 (фиг.2 а) через двухпоэиционный переключатель 5 и па- раллельно соединенные инвертор 7 и три дифференцирующие КС-цепи 65 поступает на операционный усилитель 1, на выходе которого образуется импульс заданной форьь, начало которого совпадает со временем 1 замыкания (перепадом входного напряжения) двухпозиционного переключателя 5 (Фиг.2 б). Амплитуда выходного им- пульса устанавливается делителями напряжения на входе дифференцирующих КС-цепей, а форма импульса - подбором постоянных времени КС-цепей. Выходной импульс с операционного усилителя 1 поступает на вход нуль-органа 2, состоящего из резистора и операционного усилителя. Когда напряжение на входе нуль-органа 2 достигает порога срабатывания,.нуль- орган переключает переключатель 5 и тем самым изменяет полярность опорного напряжения на выходе переключателя. При этом на выходе операционного усилителя 1 в момент 1 фор- мируЕтся импульс обратной полярности, который поступает на вход нуль"органа 2, который срабатывает и переключает переключатель на противоположную полярнбсть напряжения источника. Процесс генерации импульсов повторяется. Инвертор 7, включенный параллельгно КС-цепям, предназначен для установки нулевого напряжения смещения выходных импульсов с операционного усилителя 1.форма выходных импульсов представляет собой аппроксимированную тремя показательными Функциями, со-. ответствующими, щроцессам в КС-цепях, зависимость у=агсз 1 пх.Вследствие . инвариантности к сдвигу вдоль осй времени ШИК-сигнала, соответствующего одному из перемножаемюх сигналов в генераторе для положительных значений сигнала х, используется функция у .= агсзп(1-х), что существен-. но повышает точность аппроксимации, ,так как интервал аппроксимации уменьшается вдвое. Общее уравнение трех аппроксимирующих функций на интервале аппроксимации хО с учетом нормировки (х = 2 й Ы 0-1, ус 2 - О) будет у = А. "("+А -"("+ + А - е Ь-) +А.2.Аппроксимированное с помощью ЦВМ уравнение Функции у = агсз 1 п(1-х) по критерию минимума среднеквадратичной ошибки имеет следующие коэффициенты: А) = 7,7467 А= 0,3220; А, = 0,1 б 90; А,= -б,бб 7 у К= 0,150 у К = 7,300 у К= 78,73Точность аппроксимации составляет 0,3.Технико-экокомическая эффективность изобретения заключается в получении арксинусной функции времени с точностью 0,3 аналоговой схемой, имеющей небольшое число элементов, что позволяет существенно уменьшить970393 формула изобретения Составитель В.ЖирноваТехред А.Бабинец ектор А.Фере П к Заказ 8390/61 Тираж 731 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патентф 1, г. Ужгород, ул. Проектная,массу и габариты и увеличить надежность множительныхустройств. функциональный генератор, содержащий операционный усилитель, нуль- орган, выход которого подключен к управляющему входу двухпозиционного переключателя, первый и второй инФормационные входы которого соедине ны соответственно с источниками положительного и отрицательного опорного напряжения, а вход нуль-органа соединен с выходом операционного усилителя, являющимся выходом генератора, неинвертирующий вход опе:рационйого усилителя подключен к ,шине нулевого потенциала, а масштабный резистор обратной связи, включенный между выходом и входом операционного усилителя, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения класса воспроизводившифункций, в него введены инвертор ипараллельно соединенные дифференци"рующие КС-цепи, состоящие из последовательно соединенных масштабного резистора и зарядного конденсатора,причем вход инвертора и другие выводы масштабных резисторов дифференцирующих ЙС-цепей подключены к выходу двухпозиционного переключате ля, а выход инвертора и другие обкладки зарядных конденсаторов диф"Ференцирующих ВС-цепей подключенык инвертирующему входу операционного усилителя.15 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 463227, кл. Н 03 К.З/35, 19732. Попов В.С. Измерительные преобразователи параметров электрических. цепей в.частоту. М., фЭнергия,ф, 1977, с. 115-117 (прототип).