Функциональный генератор

(19) ггг гг 4 С 06 С 7/26 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИ ЕЛЬСТВ нУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Куйбьппевский авиационный институт им. акад, С.П. Королева (72) В.А. Медников, А,П. Порынов и А.И. Меркулов(56) Гитис Э.И. Преобразователь и формации для электронных цифровых вычислительных устройств.-М.: Энергия, 19701 с.370-372, рис. 7-14.Авторское свидетельство СССР В 1067512, кл. 0 06 С 7/26, 1982. (54) ФУНКЦИОНАЛЪНЫИ ГЕНЕРАТОР (57) Изобретение относится к импульсной аналоговой технике и может быть использовано в качестве формирователя импульсов, аппроксимирующих гиперболическую функцию времени для частотомеров1 а также в других вычислительных устройствах. Изобретение позволяет повысить быстродействие за счет уменьшения времени подготовки начальных условий в экспоненциальных преобразователях, образованных ВС-цепями, состоящими из конденсаторов 14,и резисторов 2,2, подключаемых к первому входу дифференциальног усилителя 7 с помощью ключей 41, 4 в моменты времени, определяемые временным распределителем 6. Время подготовки уменьшается за счет малого выходного сопротивления масштабных усилителей 55,подключен-.- ных к конденсаторам 11 1 п ВС- цепей с помощью ключей 3Зп г ,под действием сигналов с инвертирующих выходов временного распределителя 6. 2 ил.Изобретение относится к импульсной аналоговой технике и может бытьиспользоваио в измерительной техникев качестве Формирователя импульсов,аппроксимирующих гиперболическуюФункцию для частотомеров, а такжеВ вычислительньы системах для Обработки аналоговой информации.Цель изобретения - повышение Жбыстродействия устройства.На Фиг. 1 представлена Функцио-.нальная схема функционального генератора; на Фиг. 2 временные диаграммы, отражающие сущность его работы. 15Функциональный генератор содержити накапливающих конденсаторов 1, изарядных резисторов 2, и разрядньгх3 и и выходньгк 4 ключей, и масштаб-ных усилителейе Распределитель б 2 Ос группой прямых и инверсных выходов временной дифференциальный усилитель 7, информационньпЗ вход 8 ивыход 9 генератора, вход 10 запуска,25Функциональный генератор. работаетследующим образом,Приходящий на вход 10 запусказапускающий импульс (импульс синхронизации) поступает на вход временно"го распределителя 6, который сбрасывается и удерживается в сброшенномсостоянии в течение действия запус кающего импульса (Фиг. 2 а, момент1 -1) по окончании которого запускается временной распределитель 6,и на его соответствующих входах вопределенные моменты времени Форми: руются импульсы напряжения, управляю щие работой соответствующих разрядных и выходных ключей,В соответствии с заранее заложенной во временной распределитель 6программой его работы во времени, смомента времени Ф, до момента 1 з навсех прямьгх выходах Временного распределителя 6 присутствуют низкиеуровни напряжений (уровни логического"О",Фиг.2 б - г), поступающие на уп-.равляющие входы соответствуюших разрядных ключей 3. На всех ИНверсныхвыходах временного распредел 1 ля 6с момента, времени 1 до момета т,;присутствуют высокие уровни напри".1жений, (уровни логической 1 ) ко-55торые поступают на управляющие входысоответствующих выходка ключей 4.,При этом с момента времени 1 домомента 1 низкими уровнями напряжений на управляющих входах разрядные ключи 3 замкнуты, а выходные ключи 4 высокими уровнями напряжений на своих управляющих входах разомкнуты.С момента 1 д в соответствии с одним из возможных вариантов программной работы временного распределителя 6, на его первом прямом выходе появляется импульс высокого уровня напряжения, а на первом инверсном выходе временного распределителя б Формируется импульс низкого уровня напряжения. Длительность. этих импульсов равна61, - 1 ггде ьд - заложенньгй в программу работы временного распределителя 6 момент времени окончания импульсов напряженияна его первых выходах.В течение действия этих импульсов напряжения, поступивших на управляющие входы разрядного 3 и выходного 4 ключей, разрядный ключ 3 размыкается, а выходной ключ 4 замыкается.При этом конденсатор 1 начинает заряжаться от источника входного напряжения Уг, через резистор 2 по экспоненциальному закону, аппроксимируюшему гиперболический закон изменения напряженияЦ= (1 - К.,-.)Кгде К и К - масштабные коэффициенты,в первом временном интервале аппрок симации М = 1,1- 1, начиная с начального напряжения У .О= К 1 - ехр хгде КБ, - величина напряжения входного источниса напряжения;Я- величина сопротивления резистора 2,О- величина емкости конденсаторамд- интервал времени задержкиначала Формирования напряжения Б , Формируемыйвременным распределителем6 (и равный Т,= 1 - 1,) с целью расширения первого временного ин 1425727тервала аппроксимацииьС = С 4 - СВ катарам осуществляется наилучшее приближение экспаненциаль" най функции Бс . к гипер 5боле П, и величину с,щ целесообразно выбирать из соотношения зс = Тичнпричем Тина - минимальный период повторения входных запускающих импульсов(синхроимпульсов)ф- выходное напряжение масштабного усилителя 5, определяемое согласно выражению Пц, = р Ув, , причем 1 н - коэффициент передачи масштабного усилителя 5,Через выходной ключ 44, замкнутый в течение первого временного интервала аппроксимации ьС с момента С, да момента С ), напряжение с конденсатора 1 проходит иа выходную шину 9 функционального генератора. 25Максимальное время Тмас моделирования устройством гиперболической зависимости разбивается программной работой временного распределителя 6 на последующие временные интервалы аппроксимации ьС = Сз - С, аС, -- Сг, аС = С - С , в каждом из которых производится аппроксимация гиперболической зависимости 7, отдельными экспонентами, формируемыми соответствующими экспоненциальными преобразователями устройства от второго да л-наго.В экспоненциальных преобразовате-, лях от второго п-го, работа которых аналогична работе первого экспоненциального преобразователя, соответствующие конденсаторы 1 начинают экспоненциальный заряд по закону, аппроксимирующему гиперболический с началь .ных напряжений; са тару 1 саотв етствующими разрядными ключами 3.Каждый конденсатор формируег экспаненциальную функцию, аппроксимирующую гиперболическую, в единственноминтервале, отведенном для него программной работой временного распределителя,6.Последовательно формируемые на канден"атарах 1 экспоненциальные напряжения, аппроксимирующие. гиперболическое в каждом соответствующем временном интервале аппроксимации, проходят через соответствующие выходныеключи 4, последовательно замыкаемыенизкими уровнями напряжений импульсов, поступающих на их управляющиевходы с соответствующих инверсныхвыходов временнага распределителя 6по заданной программе ега работы.При этом на выходе 9 генератораФормируется кусочно-экспаненциальнаенапряжение, аппроксимирующее гиперболическое 7 .Номинальные величины емкостей конденсаторов 1, резисторов 2, коэффициентов передачи масштабных усилителей 5, а также программу работы временнога распределителя 6 выбирают изусловий получения на выходной шине9 устройства кусачна-экспоненциальнага напряжения, аппроксимирующегогиперболическое с минимальной погрешностью в течение максимальноговремени Т моделирования обратнойзависимости напряжения от времени.Выходная функция формируется наусилителе 7.Па отношению к известному предлагаемое устройства обладает более высоким быстродействием за счет значительна меньшего времени восстановления исходного напряжения конденсатора первого экспоненциального преобразователя па причине независимости выбора в предлагаемом устройствевеличины времени восстановления исходного напряжения конденсатора пер- О ваго экспаненциальнага преобразователя от наперед заданных параметров:временного диапазона моделированиягиперболической зависимости, количества интервалов аппроксимации, отмасштаба представления гиперболиеской зависимости по амплитуде. П = Р Пс - мин Ус - мин коэффициенты передачимасштабных усилителей5, равных напряжениямсоответствующих источ-,ников, коммутируемых ксоответствующему конденФормула из обретенияФункциональный генератор, содержащий временной распределитель,Заказ 4774/ ж 704о комитета ССи открытийушская наб., д Тир НИИПИ Государственно по делам изобретений 35, Москва, Ж, Ра писное 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород ул. Проектная 5 14257 вход которого является входом запуска генератора, и выходных ключей, выходы которых объединены, и зарядных резисторов, п,накапливающих конденсаторов, и разрядных ключей, управляющие входы которых подключены ксоответствующим прямым выходам временного распределителя, соединенного инвертирующими выходами с управляющими входами соответствующих п выходных ключей, информационные входы которых подключены к общим выводам соответствующих и зарядных резисторов и соответствующих и накапливающих 15конденсаторов, причем вторые выводы и накапливающих конденсаторов соеди нены с шиной нулевого потенциала, о т л и ч а ю щ и й с,я тем, что, с 27 6целью повышения быстродействия генератора, в него введены и масштабных усилителей и дифференциальныйусилитель, выход которого являетсявыходом генератора, инвертирующийвход соединен со свободными выводамии зарядных резисторов и информационным входом. генератора, соединеннымс входами и масштабных усилителей,а неинвертирующий вход дифференциального усилителя соединен с объединенными выходами п выходных ключей,выходы и масштабных усилителей черезсоответствующие и разрядных ключейподключены к общим выводам соответствующих и зарядных резисторов исоответствующих и накапливающих конденсаторов.