Функциональный генератор

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) 111) а 4 0 1 ф сгСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМ тв енный.Чуясов, В.П Доо СССР1979.СССР ласти ни ышение точносо диапазонаов. Функциожит генеряти, два о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57)Изобретение относится к оавтоматики и вычислительной тЦель изобретения - пови расширение частотногвоспроизводимых сигналнальный генератор содер1 импульсов, блок 2 пам нератора 3 и 4 пилообразного напря. - жения, блок 5 вычитания, триггер 6, пять регистров 7-11, пять цифроаналоговых преобразователей 12-16, три управляемых генератора 17- 19 тока, два неуправляемых генератора 20 и 21 тока, два согласующих резистора 22 и 23, два аналоговых сумматора 24 и 25. Принцип действия устройства основан на двухканальном формировании выходных сигналов методом кусочно-линейной интерполяции с произвольным разбиением на . одынтервалы,что позволяет обеспечить повышение точности и.расширение частотного диапазона за счет оптимального выбора разбиенияЖ и совмещения во времени формирования линейно-изменяющегося напряжения на выходе одного из генераторов 3,4 с одновременным сбросом второго из этих генераторов ил,Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано, в частности, в гибридных вычислительных и моделирующих системах, требующих преобразования цифровых сигналов в аналоговые.Целью изобретения является повышение точности и расширение частотного диапазона воспроизводимых сигналов.На чертеже показана блок-схема функционального генератора. Функцио-, нальный генератор содержит генератор 1 импульсов, блок 2 памяти, первый и второй генераторы 3 и 4 пилообразного напряжения, блок 5 вычитания, триггер 6, с первого по пятый регистры 7-11, с первого по пятый цифроаналоговые преобразователи 12-16, с первого по третий управляемые генерато.ры 17-19 тока, первый и второй неуправляемые генераторы 20 и 21 тока, первый и второй согласующие резисторы 22 и 23, первый и второй аналоговые сумматоры 24 и 25, вход 26 сброса и вход 27 запуска функционального генератора, Блок 2 памяти выполнен на адресном счетчике 28 и оперативном запоминающем устройстве 29. Каждый из сумматоров 24 и 25 выполнен на операционном усилителе, в цепь отрицательной обратной связи которого включен масштабирующий резистор, причем инвертирующий вход усилителя является сигнальным входом сумматора, а неинвертирующий вход соединен с шиной общего потенциала устройства (вместо двух операционных усилителей может быть использован двухканальный операционный усилитель с управляемым включением каналов).Функциональный генератор работает следующим образом.В исходном состоянии адресный счетчик 28 и регистры 7-1 устанавливаются в нулевое состояние подачей на вход 26 сброса соответствующего сигнала, триггер 6 может находиться в любом состоянии. Предварительно перед началом восстановления сигнала в запоминающее устройство 29 по шине данных от ЭВМ заносится информация об узловых значениях ординат восстанавливаемого сигнала, а также служебная информация о масштабе времени (длительности участков интерполяции), Масштаб времени определяет период следования импульсов синхронизации свыхода генератора импульсов 1. Приподаче на вход 27 запуска управляющего импульса отрицательной полярнос 5 ти значение первой ординаты с выходаблока памяти 2 поступает .на вход регистра 7 и вход вычитаемого блока 5вычитания, на вход уменьшаемого которого поступает нулевое значение, содержащееся в регистре 7. Следовательно, на выходе блока 5 присутствуетинформация, определяемая разницеймежду значением первой ординаты изначением нуля, хранящимся в регист 5ре 7, При этом в регистрах 8 - 11хранятся нули, которые поступают насоответствующие цифроаналоговые преобразователи 12 - 15, которые насвоих выходах формируют нулевые значения токов,Для упрощения выполнения операциивычитания, а также цифроаналоговогопреобразования, при восстановлениидвухполярного аналогового сигналаинформация в блок памяти 2 заноситсяв дополнительном. коде, далее, неуправляемые генераторы тока 20 и 21,подключенные к выходам цифроаналовых преобразователей 15 и 13, обеспечивают автоматическое смещение токана выходе этих цифроаналоговых преобразователей на величину их старшего разряда, тем самым обеспечивается35возможность получения на выходе двухполярного напряжения. Управляемыегенераторы тока 17 и 18, включенныена выходе цифроаналоговых преобразователей 14 и 12, используются дляполучения на выходе устройства двухполярного напряжения восстанавливаемого сигнала. Управление генераторами 17 и 18 осуществляется импульсамисглаживания, поступающими с выходовгенераторов 3 и 4 пилообразного напряжения, через согласующие резисторы 22 и 23 на их управляющие входыи одновременно на аналоговые входыцифроаналоговых преобразователей 2и 14. Если триггер 6 находится в единичном состоянии, то он дает разрешение на формирование сглаживающихкпульсов генератору 3, а по генератору 4 производится обратный ход пилы путем разряда его конденсатора.Далее единица на прямом выходе триггера разрешает суммирование в аналоговом сумматоре 24, который выделяечна своем выходе через резистор об 131 08ратной связи величину напряжения, пропорциональную сумме токов, имеющих место на выходе управляемого генератора 18, неуправляемого генератора 21 и току с выходов цифроаналоговых преобразователей 12 и 13 четной разности значений ординат и четных значений ординат.Так как в регистре 8 четных значений ординат и регистре 1 О четных Ю значений разности ординат хранится ноль, то на сигнальный вход суммато-, ра 24 поступает ток с выходов цифроаналоговых преобразователей 2 и 13, равный нулю, следовательно на выходе 15 функционального генератора значение напряжения также равно нулю. Первым синхроимпульсом, появившимся на выходе генератора импульсов .1, через время, определяемое масштабом вре мени, поступающим с выхода кода длительности участков интерполяции блока памяти 2 на входы управления генератора 1, триггер 6 сменит свое состояние на противоположное. На его инверсном выходе сформируется положительный фронт, который является управляющим фронтом для занесения в регистр 11 нечетной разности значений ординат и регистр 9 нечетных 30 значений ординат. Так как в исходном состоянии все регистры были в нулевом состоянии, то в регистр 9 нечетных значений ординат опять записывается нулевое значение, следова- З 5 тельно на выходе преобразователя 15 формируется ступенька тока величиной, равной нулю. На вход регистра 11 нечетной разности ординат поступает раз 40 ница между значением первой ординаты с выхода блока памяти 2 и нулем с выхода регистра 7. Следовательно, эта разница, равная значению первой ординаты, записывается в регистр 1.В соответствии с кодом, поступаю-щим с выходов регистров 9 и 11 на цифровые входы. цифроаналоговых преобразователей 14 и 15 и пилообразным сглаживающим напряжением генератора 450 (вырабатываемом в соответствии с заданной длительностью),которое поступает на аналоговый вход цифроаналогового преобразователя нечетных значений разности ординат 14 и на вход55 управления управляемого генератора тока 17 через согласующий резистор 23, получим, что суммарное значение токов на выходе цифроаналоговых пре 54 4образователей 14,15 и генераторов тока 17 и 20, поступающее на сигнальный вход аналогового сумматора 25, линейно нарастает от нуля в начале первого подынтервала интерполяции, доФвеличины, равной значению первой ординаты в конце первого подынтервала. На этом заканчивается первый такт восстановления аналогового сигнала по нечетному каналу.По приходу второго синхронизирую- щего импульса с выхода генератора импульсоц, 1, из блока памяти 2 будет считано третье узловое значение ординаты, которое поступит на вход вычитаемого блока 5 и вход регистра 7. При этом значение второй узловой ординаты будет записано в регистр 7, с выхода которого оно поступит на вход уменьшаемого блока 5. Код разности между первым и вторым значением ординат, который перед началом второго такта был сформирован на выходе блока 5, будет переписан в регистр 1 О четной разности значений ординат, а значение первой ординаты будет записано в регистр 8 четных ординат, Следовательно, цифроаналоговый преобразователь 13 четных ординат возьмет на себя удержание тока на уровне разницы между значением первой ординаты и нулем (равным значению первой ординаты), полученным в нечетном интерполяционном такте, которое в виде ступеньки тока этой величины будет поступать на сигнальный вход аналогового сумматора 24, включенного триггером 6 в режим суммирования по четному каналу в соответствии с приходом второго синхроимпульса. Как и в первом нечетном такте, с появлением положительного фронта на прямом выходе триггера начнет формироваться второй четный импульс сглаживания на выходе генератора 3, который поступает на аналоговый вход цифроаналогогового преобразователя 17 четных значений разностей ординат, а также через согласующий резистор 22 на вход управления генератора 18. В дальнейшем принцип работы устройства не отличается от вышеизложенного. При этом управление длительностью участков интерполяции и реализация двухканального режима генерации выходных сигналов (позволяющая совместить во времени формирование линейно изменяющегося напряжения на выхоЗаказ 1894/47 Тираж 673 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 де одного из генераторов 3, 4 исброс напряжения на выходе второгоиз этих генераторов) обеспечиваютповышение точности и расширение частотного диапазона воспроизводимыхсигналов. Формула изобретения Функциональный генератор, содержащий блок памяти, соединенный выходом кода узловых значений ординат с первым входом блока вычитания, а входом - с выходом генератора импульсов, первый и второй цифроаналоговые преобразователи, выходы которых подключены к первому и второму сигнальным входам первого аналогового сумматора, соединенного выходом с выходом функционального генератора, и первый генератор пилообразного напряжения, подключенный выходом к аналоговому входу первого цифроаналогового преобразователя, о т л и -25 ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения частотного диапазона воспроизводимых сигналов, в него введены второй генератор пилообразного напряжения, триггер, второй аналоговый сумматор, с третьего по пятый цифроаналоговые преобразователи, пять регистров, три управляемых генератора тока, два неуправляемых генератора .тока и два согласующих резистора, при этом выход 35 генератора импульсов соединен со .счетным входом триггера и входом управления записью первого регистра, подключенного информационным входом к выходу кода узловых значений ординат 40 блока памяти, а выхоцом - к информационным входам второго и третьего регистров и второмувходу блока вычитания,.соединенного выходом с информационными входами четвертого и пятого регистров, выходы которых подключены к цифровым входам первого и третьего цифроаналоговых преобразователей соответственно, при этом триггер соединен прямым выходом с входами управления записью второго ичетвертого .регистров, входом сбросапервого генератора пилообразного напряжения и стробирующим входом первого аналогового сумматора, а инверснымвыходсЪ - с входами управления записью третьего и пятого регистров,входом сброса второго генератора пилообразного напряжения и стробирующим входом второго аналогового сумматора, подключенного соответственновыходом к выходу функционального генератора,.а первым сигнальным входомк выходу третьего цифроаналоговогопреобразователя и выходу первогоуправляемого генератора тока,а вторымсигнальным входом - к выходу четвертого цифроаналогового преобразователяи выходу первого неуправляемого генератора тока, причем управляющий входуправляемого генератора тока черезпервый согласующий резистор соединенс аналоговым входом третьего цифроаналогового преобразователя и выходомвторого генератора пилообразного напряжения, подключенного информационным входом к информационному входупервого генератора пилообразного напряжения и выходу второго управляемого генератора тока, управляющийвход которого соединен с выходом пятого цифроаналогового преобразователя подключенного входом к управляющему входу генератора импульсов и выходу кода длительностей участков интерполяции блока памяти, причем пер-.вый сигнальный вход первого аналогового сумматора соединен с выходомтретьего управляемого генератора тока, управляющий вход которого черезвторой согласующий резистор подключен к выходу первого генератора пилообразного напряжения, а выходы второго и третьего регистров соединеныс входами второго и четвертогоцифроаналоговых преобразователейсоответственно, а выход второгонеуправляемого генератора токаподключен к второму сигнальному входу первого аналогового сумматора.