Функциональный генератор

(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЛ ГЕНЕРАТОР Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение как программно-задающее устройство при автоматизации процессов испытания на прочность и выносливость объектов авиационной техники в акустических реверберационных камерах.Известен цифровой функциональный синтезатор, содержащий формирователи серий импульсов, регистры режима и амплитуды, сумматоры серий импульсов, цифровые сглаживающие фильтры, реверсивные счетчики и выходные цифровые преобразователи 111. Принцип построения такого цифрового функционального синтезатора состоит в том, что его выходной сигнал образуется посредством накопления на реверсивном счетчике импульсов, вырабатываемых остальной частью устройства, которая последовательно формирует ряд серий импульсов разной частоты. Темп изменения выходного сигнала зависит от частоты импульсов в данной серии.В зависимости от того, какие последовательности серий импульсов выбирает блок выборки серий импульсов в качестве аппроксимирующей функции, может быть выбрана либо линейная, либо синусоидальная функция. Для реализации синусоидальной функции вырабатывается шесть серий импульсов со строгим соотношением частот.Недостатки указанного функционального синтезатора состоят в том, что ограничен набор аппроксимирующих функций, а расширение этого набора связано с аппа 1 О ратурными затратами, кроме того, ограничен верхний частотный предел воспроизводимых функций ввиду необходимости разбиения сложной функции на большое число аппроксимирующих участков, прак 15тический верхний частотный предел генерации функции не превышает 50 Гц. Таким образом, рассмотренный синтезатор не решает задачу воспроизведения высокочастотных сложных функций, необходимых для проведения акустических прочйостей 20 испытаний.,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является функциональный генератор, содержащий постоян809125 зное запоминающее устройство, три цифроаналоговых преобразователя, два регистра ординат (начальной и конечной точек аппроксимации), два счетчика, два элемента задержки и генератор 2.Этот генератор работает так. Два цифроаналоговых преобразователя (ЦАП) задают на входы третьего два аналоговых сигнала, соответствующих ординатам начала и конца воспроизводимого участка аппроксимации. Третий ЦАП на своем аналоговом выходе за постоянный промежуток времени (задаваемый генератором через посредство счетчика, подключенного к цифровому входу третьего ЦАП) изменяет сигнал от начальной до конечной точки каждого участка аппроксимации. В результате осуществляется ступенчато-линейная аппроксимация требуемой функции. Обмен между запоминающим устройством и регистрами ординат происходит в конце каждого участка аппроксимации.Недостаток данного генератора - постоянство длительности и формы участков аппроксимации. Это сужает класс воспроизводимых функций как по сложности, так и по быстродействию.Цель изобретения - повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в функциональный генератор, содержащий управляющий процессор, выход которого соединен с информационными входами трех буферных регистров и входом регистра цикла, выходы первого и второго буферных регистров соединены соответственно с входами регистра формы участков и регистра длительности участков, выход которого подключен к входу делителя частоты, выход третьего буферного регистра соединен с входами первого и второго регистров амплитуды, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами третьего цифроаналогового преобразователя, выход которого является выходом генератора, выход регистра цикла соединен с первым входом переключателя циклической работы, выход которого соединен с управляющими входами регистров формы участков и длительности участков и с входом переключателя режимов, выходы которого подключены соответственно к управляющим входам первого и второго регистров амплитуды, введены элементы И, элемент ИЛИ, реверсивные сдвиговые регистры, дешифратор и запоминающее устройство, выход которого подключен к третьему входу третьего цифроаналогового преобразователя, адресные входы запоминающего устройства соединены соответственно с информационными выходами реверсивных сдвиговых регистров, управляющие выходы которых через эле 10 5 2 О 25 ЗО 35 4мент ИЛИ подключены к входу управляющего процессора и к второму входу переключателя циклической работы, первый вход каждого элемента И соединен с соответствующим выходом дешифратор а, второй вход подключен к.выходу делителя частоты, выход каждого элемента И соединен с входом соответствующего реверсивного сдвигового регистра, вход дешифратора соединен с выходом регистра формы участков,На чертеже дана схема предлагаемого функционального генератора.Генератор содержит управляющий процессор 1, буферные регистры 2 и 3, регистр 4 цикла, буферный регистр 5, регистры 6 и 7 амплитуды, цифроаналоговые преобразователи 8 - 10, запоминающее устройство 11, содержащее отдельные области 11 - 1, 11 - 2, 11 - 3, реверсивные сдвиговые регистры 12, элементы И 13, делитель 14 частоты, регистр 15 длительности участков, дешифратор 16, регистр 17 формы участков, элемент ИЛИ 18, переключатель 19 циклической работы, переключатель 20 режимов,Предлагаемый функциональный генератор работает следующим образом. На подготовительном этапе процессор 1 обнуляет регистры 2, 3, 4, 5, 6, , 15 и 17, затем засылает в регистр 2 код формы первого участка аппроксимации, в регистр 3 - код длительности первого участка аппроксимации, в регистр 5 - код ординаты конечной точки первого участка аппроксимации. Регистры 6, 7, 15 и 17 остаются обнуленными. Таким образом, на выходах всех трех цифроаналоговых преобразователей, а следовательно, и данного канала (при наличии нескольких каналов в функциональном генераторе) находятся нулевые потенциалы,По команде пуск информация с буферных регистров 2, 3 и 5 переписывается на соответствующие регистры 17, 15 и 7, в результате чего на дешифратор 16 приходит код формы участка аппроксимации, на делитель 14 частоты - код длительности участка аппроксимации (частоты следования импульсов), цифроаналоговый преобразователь 9 на своем выходе устанавливает потенциал конечной точки первого участка аппроксимации. В соответствии с кодом формы участка аппроксимации, активизируется один из выходов дешифратора 16 и через соответствующий элемент И 13 соединяет выход делителя 14 с соответствующим реверсивным сдвиговым регистром 12, т, е, происходит выбор той области запоминающего устройства 11, в которой последовательно записаны коды, обеспечивающие требуемую форму аппроксимации. Необходимые коды в различных комбинациях, соответствующих различным законам аппроксимации, записываются предварительно от процессора 1 во все областизапоминающего устройства 11. Каждая область обеспечивает свой закон аппроксимации. В качестве запоминающего устройства 11 принципиально может быть использован любой из трех видов памяти(оперативная, полупостоянная или пос- Бтоянная),После прохождения команды пускзапускается делитель 14. Приходящие отнего импульсы сдвигают выбранный реверсивный сдвиговый регистр 12, которыйпоследовательно с частотой, заданной генератором, обеспечивает передачу информации из выбранной области запоминающего устройства 11 на вход цифроаналоговогопреобразователя 10. В результате этого навыходе цифроаналогового преобразоватезля 10 в соответствии с выбранной формой аппроксимации будет изменяться аналоговыйсигнал от нуля до величины, соответствующей ординате конечной точки первого участказадаваемой цифроаналоговым преобразователем 9. По достижении последнего разряда фсдвигового регистра вырабатывается сигнална реверс, который одновременно служит сигналом окончания генерации первого участка. Число ступеней, аппроксимирующих отрезок функции, определяется разрядностью 25реверсивного сдвигового регистра, котораясоответствует числу кодов, записанных водной области запоминающего устройства 11,Если функция периодическая, о чем свидетельствует сигнал, приходящий с регистра 4,то переключателем 19 обеспечивается за- зопрет смены информации на всех рабочихрегистрах, что приводит к повторению первого (любого) участка программы, но вобратном направлении (реверс регистра)от ординаты конечной точки к, ординатеначальной. По достижении другого крайнего разряда регистра вырабатывается сигнал на прямой ход, и цикл продолжаетсядальше. Процессор 1 подсчитывает сигналыо количестве выполненных участков и подостижении требуемого числа снимает команду цикл. Отсутствие команды циклпри наличии сигналов о достижении крайних разрядов сдвигового регистра приводит к обмену информацией между буферными регистрами, на которые процессор 1предварительно уже записал информацию аьо новом участке аппроксимации, и остальными регистрами. Поступившая новая информация проходит по всем каналам аналогично уже приведенному описанию. Следует отметить, что с буферного регистра 5ордината конечной точки каждого после- одующего участка аппроксимации поочередно записывается то на регистр 6, то 7, чтопри реверсивном характере выбора кодовиз запоминающего устройства 11 обеспечивает сшивание аппроксимирующих участков,Быстродействие функционального генератора при воспроизведении сложных функций увеличается за счет сокращения числа обменов между процессором и аппаратурной частью генератора в результате принципиального расширения набора форм аппроксимирующих функций.формула изобретения Функциональный генератор, содержащий управляющий процессор, выход которого соединен с информационными входами трех буферных регистров и входом регистра цикла, выходы первого и второго буферных регистров соединены соответственно с входами регистра формы участков и регистра длительности участков, выход которого подключен к входу делителя частоты, выход третьего буферного регистра соединен с входами первого и второго регистров амплитуды, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами третьего цифроаналогового преобразователя, выход которого является выходом генератора, выход регистра цикла соединен с первым входом переключателя циклической работы, выход которого соединен с управляющими входами регистров формы участков и длительности участков и с входом переключателя режимов, выходы которого подключены соответственно к управляющим входам первого и второго регистров амплитуды, отличающийсятем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены элементы И, элемент ИЛИ, реверсивные сдвиговые регистры, дешифратор и запоминающее устройство, выход которого подключен к третьему входу третьего цифроаналогового преобразователя, адресные входы запоминающего устройства соединены соответственно с информационными выходами реверсивных сдвиговых регистров, управляющие выходы которых через элемент ИЛИ подключены к входу управляющего процессора и к второму входу переключателя циклической работы, первый вход каждого элемента И соединен с соответствующим выходом дешифратора, второй вход подключен к выходу делителя частоты, выход каждого элемента И соединен с входом соответствующего реверсивного сдвигового регистра, вход дешифратора соединен с выходом регистра формы участков.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Мо 596977, кл. б 06 б 7/26, 1976.2. Авторское свидетельство СССР Мо 385298, кл, б 06 3 3/00, 1970.Редактор Н, БушаеваЗаказ 8/56ВНИИПпо113035, МФилиал ППП Составитель А. ЖереиовТехред А. Бойкас КорректоТираяс 745 ПодписноИ Государственного комитета СССРделам изобретений и открытийосква, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,