Функциональный генератор

Сеез Советскик Сецнапкстнческка РеспубикиОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 643999(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 2501,79.Бюллетень3 Дата опубликования описания 2501,79(54) ФУНКЦИОНАЛЬНИЙ ГЕНЕРАТОР 1Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и автоматики.Известен Функциональный генератор 111 для воспроизведения сложных коле баний путем суммирования синусной и косинусной зависимостей, содержащий двигатель, переключатель, кнопку, зубчатую передачу. Его недостатком является низкая надежность и долговечность из-за наличия в нем элект-ромеханических узлов.Наиболее близким техническим решением является функциональный генератор 2, содержащий источник перно дического опорного напряжения, выход которого соединен со входом дифференцирующего элемента, с информационным входом первого демодулятора и через блок сдвига фазы с информационным ф входом второго демодулятора, выходы первого и второго демодуляторов соединены соответственно с управляющими входами первого и второго модуляторов, выходы которых являются выходами Функционального генератора, а информационные входы - входом задания несущей частоты, .первый и второй Фор- мирователи пилообразного напряжения, выходы которых подключены ко входам 30 первого блока сравнения, а информационные входы соответственно к выходу дифференцирующего элемента и выходу элемента И, выход первого блока сравнения подключен к управляющему входу третьего демодулятора и первому вхо- . ду элемента И, второй вход которого соединен с выходом дифференцирующего элемента, выход третьего демодулятора через первый блок делителей напряжения соединен с первым входом бло- ка суммирования, выход которого подключен к первому входу второго блока сравнения, а второй вход является задающим входом Функционального генератора, второй вход второго блока сравнения подключен к выходу первого формирователя пилообразного напряжения, а выход - к управляющим входам первого и второго демодуляторов.Недостатком такого устройства является невозможность получения нерегулярного закона движения вектора, моделируемого выходными напряжениями, с изменяющимися во времени частотой и амплитудой колебаниИ необходимого для иммитации нерегулярной качки движущикся объектов.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей643909 Мешифратора, выходы дешифратора соединены с управляющими входами перво-го и второго коммутаторов, выходы ко- )5торых, подключень. соответственно куйравляющему входу второго Формирователя пиг.юбраэного напряжения и информационному входу третьего демодулятора, а информацйонные вхбды соответ . ственно к выходам первого и второго блоков делителей напряжения, вход первого блока делителей напряжения является входом задания опорного напряжения функционального генератора, а вход второго блока делителей напряжения подключен к выходу источника периодического опорного напряжения. Фазы 11, делитель напряжения 12, первый и второй блоки делителей напряжегенератора за счет обеспечения движейия вектора; моделируемого выходными напряжениями с изменяющимися вовремени частотой и амплитудой колебаний. Данная цель достигается тем,что генератор содержит:второй блокделителей напряжения, первый и второй коммутаторы, счетчик, дешифратор, блок управления, первый входкоторого йодключен к выходу элемента И, выход - ко входу счетчика, авторой вход является управляющимвходом Функционального генератора,вВходы счетчика подключены ко входам На фиг. 1 представлена блок-схема функциьнального генератора; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняк)щие его работу,Функциональный генератор содержит источник периодического опорного напряжения 1, дифференцирующий элемент 2, элемент И 3, первый и второй Формирователи пилообразного напряжения 4 и 5, первый и второй блокй сравнения 6 и 7, .ервый, второй и третий демодуляторы 8,9,10, блок сдвига ния 13 и 14, блок суммирования 15, первый и второй модуляторы 16 и 17, блбк управления 18, счетчик 19, дешифратор 20; первый и второй коммутаторы 21 и 22; 23 - входзадания несущей частоты, 24 - задающийвход Функционального генератора.Функциональный генератор работает следующим образом.При.включении питающих напряжений с выходаисточника периодического йорвого напряжения 1 поступает наяжение гармонических колебаний заданной частоты (Фиг.2);В момент начала нарастания положительной полуволны дифференцирующий Элемент 2 вырабатщвает импульс, котоРый Формируется и обрывает пйлообразиое напряжение первого формирователя 4. Таким образом, частота пилооб" разного напряжения- с"выходапервого Формирователя 4 равна-частоте задаю щегогенератора (фиг.2,в)Частота пилообразного напряжения, поступающего с выхода второго формирователя 5, (фиг,2,в) задается иэусловия частоты движения вектора иобычно на 3-5 порядков меньше частоты периодического опорного напряжения.Пилообразное напряжение с выходов5 формирователей 4 и:5 поступает навходы первого блока сравнения 6. Приравенстве напряжения на выходе первого блока сравнения 6 формируются им-пульсы (фиг.2,г), которые управляюттретьим демодулятором 8. В моментсовпадения импульса, поступающего свыхода первого блока сравнейия 6 симпульсом дифференцирующего элемента2, вырабатывается импульс, которыйобрывает пилообразное напряжение навыходе второго формирователя 5, после. чего период Формирования повторяется,Амплитуда напряжения на выходетретьего демодулятора 8 работающегоВ режимах выборки-хранения изменяется по гармоническому закону с периодом, равным периоду пилообразногонапряжения, поступающего с выходавторого Формирователя 5,для получения нерегулярных колебаний вектора должна изменяться частота напряжения, .поступающего с выходатретьего демодулятора 8, Это достигается тем, что изменяется крутизна пилообразного напряжения (Фйг.2,в) путем подключения к управляющему входуформировтеля 5 различных значенийнапряжения с выходов блока делителейнапряжения 13 через первый коммутатор 21. Управление первым коммутатором 21 осуществляется от счетчика19 через дешифратор 20. Счетными импульсами, поступающими на счетныйвход счетчика, являются импульсы свыхода элемента И 3, проходящие через блок управления 18 (фиг.2,е),Для получения напряжения с выходатретьего демодулятора 8, изменяющегося не только по частоте, но и по5 амплитуде, на вход демодулятора 8 .подается напряжение с выходов второго блока делителей напряжения 14 через второй коммутатор 22, управлениекоторым осуществляется от дешифрато,О ра 20.Блок управления 18 служит .не только для пропускания счетных импульсовнавход счетчика 19, но и для уста- .новки счетчика 19 в определенное состояние, При подачена вход блокауправления 18 сигналов управления онзапрещает прохождение счетных импульсов на вход счетчика 19 и устанавливает его в одно из определенных со-.стояний, при котором на вход второгоФормирователя пилообразного напряжения 5 поступает постоянное напряжение определенной величины, а на инФормационный вход третьего демодуля- .тора 8 - синусоидальное напряжение65 определенной амплитуды (фиг.2,б).5643909Таким образом, изменяя сигналы управления, подаваемые на вход блокауправления 18, можно получать на выходе Функционального генератора гармонические колебания определеннойамплитуды и частоты. Для получениягармонического. закона движения вектора, напряжение с выХода третьего 5демодулятора 8 фиг.2,д) поступаетМа делитель наПряжениЯ 12, которыйопределяет амплитуду гармоническогозакона движения вектора. Выходноенапряжение с выхода делителя напряже- )0ния 12 суммируется.с постоянным напряжением, определяющим нулевое положение, вокруг которого колеблетсявектор. Суммарное напряжение с выХода блока суммирования 15 поступаетна первый вход второго блока сравнения 7, на второй вход которого поступает пилообразное напряжение с выхода первого формирователя 4.В момент равенства напряжений формируются импульсы, которыми управля 20ются первый и второй демодуляторы 9и 10, работающие в режимах выборкихранения..Напряжения на выходах последнихпри соответствуюЩей настройке блока 26сдвига Фазы 11 будут изменяться по . чгармоническим законам, модулирующим рколебания вектора. Эти напряжениятуправляют первым и вторым модулятора- дми 16 И 17,осущестнляющими амплитуд хную модуляцию несущей частоты функ- иционального генератора,лТаким образом, Функциональный ге- лнератор позволяет получить колебания квектора с изменяющейся частотой и 5 бамплитудой колебаний (имитирующие гнерегулярнУю качку), а также колеба- вния постоянной частоты и амплитуды, ввеличины которых можно по желаниюизменять (имитирующие регулярную кач- )1 си)ку с различной частотой и амплитудойколебаний), что расширяет функциональ-. нные возможности и область применения игенератора по сравнению с его прото- ртипом. Использование предложенного уФункционального генератора для иссле- тдования систем автоматического уйравления дает возможность максимально лприблиэить условиЯ отработки систем вк реальным условиям и тем самым улуч-ршить качество отработки,50 формула изобретения функциональный генератор, содержащий источник периодического опорного "56 напряжения, выход которого соединен со входом дифференцирующего элемента, с информационным входом первого демодулятора и через блок сднига фазы с информационным входом второго демодулятора, выходы первого и второ го демодуляторов соединены соответственно с управляющими входами первогои второго модуляторов, выходы которых являются выходами Функционально"го генератора, а информационные входы - входом задания несущей частоты,первый и второй формирователи пилообразного напряжения, выходы которыхподключены ко входам первого блокасравнения, а информационные входы соотнетственно к выходу дифференцирующего элемента ивыходу элемента И,выход первого блока сравнения подключен к управляющему входу третьего.демодулятора и первому входу элемента И, второй вход которого соединенс выходом дифференцирующего элемента, выход третьего демодулятбра через первый блок делителей напряжениясоединен с первым входом блока сум"мирования, выход которого подключенк первому входу второго блока сравнения, а второй вход янляется задающимвходом, Функционального генератора,второй вход второго блока сравненияподключен к Выходу первого формирователя пилообразного напряжения, авыход - к управляющим входам первогои второго демодуляторов, о т л иа ю щ и й с я тем, что, с цельюасширения функциональных возможносей генератора за счет обеспечениявижения вектора, моделируемого выодными напряжениями с изменяющимисяо времени частотой и амплитудой коебаиий, он содержит второй блок деителей напряжения, первыйи второйоммутаторы, счетчик, дешифратор,лок управления, первый вход которо"о подключен к выходу элемента И,ыход - ковходу счетчика, а второйход является управляющим входомункционального генератора, выходычетчика подключены ко входам дешиФратора, выходы дешифратора соедиены с управляющимч входами первоговторого коммутаторов, выходы кото-ых подключены соответственно кправляющему входувторого формироваеля пилообразного напряжения и инормационному входу третьего демодуятора, а информационные входы соот-етственно к выходам первого интоого блоков делителей напряжения, входпервого блока делителей напряженияявляется входом задания опорногонапряжения функционального генератора, а вход второго блока делителейнапряжения подключен к выходу источника периодического опорного напряжения,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе,1. Натент США Р 3714405,кл. 235-150, 1973.2. Авторское свидетельство СССР9 423137., кл, б 06 5 7/22, 1974,Составитель Н,БалТехред Ю, Ниймет Редактор Д.Мепуришвил ор С Патрушева аказ 8026/ 13035 илиал ППП Патент, г,ужгород, ул,Проектная,Тираж 779 ИПИ Государственног по делам изобретени Москва, Ж, Раушс Подписноекомитета СССРи открытийя наб., д, 4/5