Устройство для генерирования функций

ОП ИСАЙИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСфциалистичесиикРеспубпин оп 875402Опубликовано 23,10,81. Бюллетень М 39 ао делам лзебретеиий и открытий(53) УДК 68 . .335(088 е 82 Дата опубликования описания 25.10.81(71) Заявитель Сибирский металлургический институт им, Сер ойккидэ ецфщ"м.г ДДЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ФУНКЦИЙ УСТРОЙ к автоматикев частност представляеческих сосо е- ум й оникотоостьюе изосоора,читекций,они- кажватель. илитель,напряУстройство относитсяи вычислительной техникек геиераторам сигналов,мых в виде суммы гармонитавляющих ряда Фурье.Известен генератор функций,жащий управляемый генератор, двмы вьделения огибающей, выходноРматор и блоки формирования гормческих составляющих, количестворых определяется требуемой точиаппроксимации функции, состоящипоследовательно соединенных полвого фильтра, усилителя, детектограничителя. максимума и ограниля минимума сигнала 1 1,Известен также генератор фунсодержащий генератор прямоугольимпульсов, подключенный выходомвходам блоков формирования гармческих составляющих ряда Фурье,дый из которых содержит последоно соединенные резонансный усфазосдвигающую цепь и делитель 2жения. Выходы блоков формированиягармонических составляющих подключены к входам выходного сумматора, кодному из входов которого подкпючентакже через частотно-компенсированф ный делитель генератор линейно-измеряющегося напряжения, связанный входом с выходом генератора прямоугольных импульсов,Общим недостатком этих генераторов является пониженная точность генерирования функций вследствие наличия в их составе инерционных элементов, которые приводят к фазовыми амплитудным искажениям гармоничесф ких составляющих.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигае-.мому результату является устройстводля генерирования функций, содержащее опорный генератор импульсов исумматор, подключенный выходом к выходу устройства, а входами - к выходам блоков формирования гармоничес024 3 8754 ких составляющих ряда фурье, каждыи из которых содержит интегратор, сглаживающий фильтр, промежуточный сумматор .и два делителя частоты, первый из которых соединен входом с выхо 5 дом опорного генератора импульсов, а выходом -, с первым входом промежуточного сумматора и через второй делитель частоты - с вторым входом промежуточного сумматора, подключенного выходом к входу сглаживающего филь тра, соединенного. выходом с входом интегратора, причем выходы сглаживающего Фкпьтра и интегратора подключены к входам основного сумматорами.2.Однако известное устройство обеспечивает заданную точность воспроиз- ведения генерируемой функции только на одной определенной частоте опорного генератора. Изменение этой час 20 тоты, например, под влиянием внешних условий вызывает появление фазовых.и амплитудных искажений гармонических составляющих, обусловленных наличием инерционных элементов, с25 использованием которых выполнены . сглаживающие фнМьтры, Это понижаетточность генерирования функций,Цепь изобретения - повышение точности. генерирования функций..й:ъ 30Эта цель достнгается.тем, .что в устройстве для генерирования функций. содержащем опорный генератор импульсов и сумматор, подключенный выходом к выходу устройствй, а входами - к выходам блоков формирования гармонических составляющих ряда Фурье, каждый из которых содержит делитель частоты, подключенный входом к выходу . опорного генератора импульсов,в каждый блок формирования гармоничес 40 кой составляющей введены триггер, элементы И, НЕ н И-НЕ, преобразователи прямоугольного напряжения в треугольное и два синусных функциональных преобразования, выходы которых сое динены с входами сумматора, а входы подключены соответственно к выходам первого и второго преобразователей прямоугольного напряжения в треуголь- ное, вход первого нз которых соединен с выходом элемента И,.а вход второгос выходом триггера, входом первого элемента НЕ и с первым входом первого элемента И-НЕ, подключенного вторым входом к выходу вто рого элемента НЕ,.а выходом - к первому входу элемента И, соединенного вторым входом с выходом второго элемецта И-НЕ, первый вход которого под-,ключен к выходу первого элемента НЕ,а второй вход - к выходу делителячастоты, счетному входу триггера ик входу второго элемента НЕ,На чертеже изображена блок-схемаустройства для генерирования функций,Предлагаемое устройство содержит .опорный генератор 1 импульсов и сумматор 2, подключенный выходом к выходу устройства, а входами - к вы,ходамблоков 3 формирования гармонических составляющих ряда Фурье, Каждый из блоков 3 содержит делитель 4частоты,триггер 5, первый и второйэдеиенты НЕ б и 7 первый и второйэлементы И-НЕ 8 и 9, элемент И 10,первый и второй преобразователи 11и 12 прямоугольного напряжения в тре угольное и два синусных функциональных преобразователя 13 и 14, подключенных выходами к входам сумматора2, а входами - соответственно к выходам первого и второго преобразователей 11 и .12. Вход преобразователя 11 соединен с выходом элемента И 1 О, а вход преобразователя 12 - с выходом триггера 5, входом первого элемента НЕ б и с первьм входом первогоэлемента И-НЕ 8, Элемент И-НЕ 8 подключен вторым входом к выходу второгоэлемента НЕ 7, а выходом - к первомувходу элемента И 10. Элемент И 10соединен вторым входом с выходом второго элемента И-НЕ 9, первый вход ко-.торого подключен к выходу. элемента НБ б,.а второйвход - к выходу делителя 4 частоты, счетному входу триггера 5 и входу элемента НЕ 7. Вход делителя 4 частоты соединен с выходок опорного генератора 1 импульсов,Устройство для генерирования функций работает следующим образом,Генератор 1 вырабатывает опорнуюпоследовательность прямоугольных импульсов, поступающих на входы блоков 3 формирования гармонических сос-,.тавляющих ряда фурье. Каждый блок вырабатывает на своих выходах соответтвенно синусоидальную и косннусоидальную составляющую этого ряда, Коэффициент деления делителя 4 частоты каждого блока 3 равен отношению частоты генератора 1 к удвоенному номеру гар 4 моники разложения ряда Фурье, вырабатываемой соответствующим блоком 3. Свыхода делителя 4 частоты каждого блока 3"импульсы поступают на счетныйвход триггера 5, на вход элементаЭ 5402 6позволяет повысить точность генерирования функций по сравнению с известным.Кроме того, предлагаемое устройство при использовании в качествепреобразователей 13 и 14 - преобразователей, выполненных, в частности,на полевых транзисторах с переключающими диодами, является более прос 10 тым. Последнее также объясняется исключением из. состава блоков 3 интеграторов (осуществляющий в прототипесдвиг фазы ), которые для достижениянеобходимой точности на высоких частотах требуют использования высококачественных операционных усилителей. осуществляют логическое умножение пос формула изобретения 20 пульсов на.выходе элемента И 10 будет 25 сдвинута ло отношению к фазе импульсов на выходе триггера 5 на величину равиуюЩ; при этом величина угла сдвига не зависит от частоты следования импульсов генератора 1.Прямоугальные импульсы с выхода триггера.5 и с выхода элемента И 10 поступают соответственно на входы преобразователей 12 и 11 прямоугольного напряжения в треугольное, После-. довательность треугольных импульсов свыходов блоков 1,1 и 12, сдвинутая по отношению друг к другу на 90пой дается на входы синусных функциональньтх преобразователей 13 и 14 ( выполненных, например, на полевом траизисторе с переключающими диодами),где преобразуется в Ьинусоидальное найряжение. Иьнечный этап формирования генерируемой функции осуществляется с помощью сумматора 2, на котором происходит суммирование полученных синусоидальных и косинусоидальных составляющих ряда Фурье с соответствую. щими,весовыми .коэффициентами и знаками.Таким образом, предлагаемое уст-. ройство за счет исключения инерционных элементов (, сглаживающих фильтров) и выполнения безинерционного преобразования треугольных напряжений в сииусоидальные при наличии постоянного сдвига фазы В 2(не изменяющегося при изменении частоты генератора 1 50 5НЕ 7 и.на один из входов элемента И-НЕ 9, на другой вход которого поступают импульсы с уменьшенной вдвое частотой через элемент НЕ б с выхода триггера 5,Если рассматривать последователь.ность импульсов на входетриггера 5 в двоичном коде Как 0101, то иа его выходе импульсы могут быть представлены как 0011. Элементы И-НЕ 8 и 9 тупающих на их входы последоватейьностей импульсов и последующее инвертирование результатов умножения,Последовательность импульсов на ихвыходах. можно представить в вцде1101 для элемента И-.НЕ 8 и 1011 дляэлемента И-НЕ 9, Импульсы с выходовэлементов И-НЕ 8 и 9 поступают на .входы элемента И 10, осуществляющегооперацию. логического умножения, Носледовательность импульсов на его выходе будет иметь вид 1001. В результате вышеуказанных операций фаза им 30 35 40 45 55 Устройство для генерирования функций, содержащее опорный генератор им-. пульсов и сумматор, подключенный выходом к выходу устройства, а входами - к выходам блоков формирования гармонических составляющих ряда Фурье 1 каждый из которых содержит делитель частоты, подключенный входом к выходу опорного генератора импульсов, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности генерирования функций, в каждый блок формирования гармонической составляющей введены триггер, элементы И, НЕ и И-НЕ, преобразователи прямоугольного. напряжения в треугольное и два синусных функциональ ных преобразователя, выходы которых соединены с входами сумматора, а входы подключены соответственно к выходам первого и второго преобразователей прямоугольного напряжения в треугольное, вход первого из которых соединен с выходом элемента И, а вход второго - с выходом триггера, входом, первого элемента НЕ и с первым входом первого элемента И-НЕ, подключенного вторым. входом к выходу второго элемента НЕ, а выходом - к первому входу элемента И, соединенного вторым входом с выходом второго элемента И-НЕ, первый вход которого подключен к выходу первого элемента НЕ, а второй вход - к выходу делителя частоты, счеТ ному входу триггера и к входу второго элемента НЕ. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 376780, кл. С 06 С 7/28, 1971,875402 8,3. Автовское свидетельство СССРпо заявке У 2602274/18-24,кл. 6 06 Ь 7/281978 (прототип). Составитель С, Казиновикова Техред Т.Маточка . ктор Н, Стец акто е Заказ Проектная, 4 ППИ "Патент жгород 72. Авторское свидетельство СССРВ 235572, кл. С 06 6 7/26,1968. 338/75 Тираж ВНИИПИ Государственпо делам изобре 113035, Москва, Ж748ого комиений иРаушс Подпистета СССРткрытийая наб., Д.