Функциональный генератор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 9) 5)4 СОЬС 7 2 РЕТЕНИЯ АНИ ЕЛЬСТВ Функци два фо два тр ков СССР,1)1,87.СР81. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ 1 ЙНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, Цельизобретения - раснирение области применения за счет изменения формы воспроизводимых Функций в процессе работы, воспроизведения. знакопеременных функций и повынения точности,ональныи генератор содержитрмирователя импульсов 1 и 2,иггера 3 и 12, буферный регистр 4, два элемента ИЛИ 5 и 14, блок 7 программируемой памяти кодов крутизны участков аппроксимации, генератор 8 тактовых импульсов, делитель частоты 9, элемент задержки 10, счетчик 11, дешифратор 13, элемент И 15, два Формирователя 17 и 18 сигналов кусочно-линейной формы, операционный усилитель 19. Принцип действия Функционального генератора основан на кусочно-линейной аппроксимации воспроизводимых Функций, Раснирение области применения достигается на основе реализации режима записи новых данных в блок программируемой памя-.3 15 О 11 ОО 4ти, выполненный на двух группах коль- ствующим формирователем сигналов куцевых регистров сдвига, без останов- сочно-линейной Формы образует канал ки процесса считывания уже записанных формирования выходных сигналов поло- данных. При этом каждая группа коль жительной или отрицательной полярцевых регистров совместно с соответ- ности. 2 ил.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к генераторам сигналов произвольной формы, и может быть использовано в устройствах автоматики,Цель изобретения - расширение об"ласти применения эа счет измененияформы воспроизводимых функций в процессе работы, воспроизведение знакопеременных Функций и повышение точности.На фиг, 1 представлена стуктурнаясхема функционального генератора; нафиг, 2 - временные диаграммы, пояс,няющие его работу,Функциональный генератор содержитформирователь 1 заднего Фронта им"пульса, формирователь 2 переднегофронта импульса, первый триггер 3, 30буферный регистр 4, первый элементИЛИ 5, шину 6 ввода кода крутизныучастков, блок 7 программируемой памяти кодов крутизны участков аппроксимации, генератор 8 тактовых импульсов, делитель 9 частоты, элемент 10задержки, счетчик 11, второй триггер 12, дешифратор 13, второй элемент ИЛИ 14, элемент И 15, шину 16ввода кода номера запоминающего устройства, Формирователи 17 и 18 сигналов кусочно-линейной формы и операционный усилитель 19.Блок 7 образуют две группы кольцевых регистров сдвига 7.1"7.ш и 7.1- 45/7.шЗапоминающие устройства 7.1-7.ши 7.1 -7.ш в блоке 7 программируемой памяти кодов крутизны участковаппроксимации и Формирователи 17 и18 сигналов кусочно-линейной формыобразуют каналы Формирования сигналовположительной и отрицательной полярности соответственно,. Каналы идентичны по схеме и принципу работы. формирователи 17 и 18 сигналов кусочнолинейной формы выполнены на основетоковых ключей, заряжающих или разряжающих емкость, с которой снимает/ ся выходной сигнал кусочно-линейной формы. Каждый токовый ключ, включаемый сигналом с запоминающего устройства,подает на емкость ток, пропорциональный 2 , где т - порядковый номер входа ключа.Переключение ключей происходит с частотой тактовых импульсов от генератора Я,осуществляющих циклический сдвиг занесенной в запоминающие устройства информации на их выходы. Выход канала положительной полярности соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 19, а выход канала отрицательной полярности - с инвертирующим, Поэтому на выходе операционного усилителя, являющегося выходом всего генератора, формируется двуполярный сигнал, мгновенные значения которого пропорциональны текущей разности положительных сигналов, поступающих на входы усилителя.Таким образом, с частотой тактовых импульсов на входы формирователей 17 и 18 сигналов кусочно-линейной Формы поступает параллельный двоичный код. Каждое запоминающее устройство управляет своим токовым ключом с определенным весом, Количество тактов, на которые делится период выходного сигнала, соответствует числу запоминающих ячеек и запоминающем устройстве. Поэтому увеличение числа участков кусочно-линейной аппроксимации выходного сигнала (т.е. увеличение точности воспроизведения сигнала) достигается увеличением числа ячеек запоминающего устройства и соответствующим увеличением тактовой частоты.1Занесение информации в запоминающее устройство из внешнего устройства (ЭВМ, программатора, пульта управления и т.д.) производится через буферный регистр 4. Выбор того запоминающего устройства, в которое должна производиться запись новой информации, осуществляется дешифратором 13, в соответствии с кодом, подаваемымна него из внешнего устройства. Делитель 9 частоты выполнен на основе 30 кольцевого сдвигающего регистра, вкоторый записана одна "1". Считьвание записанной "1" происходит черези тактовых импульсов. Таким образом,делитель частоты 9 выполняет функциюсинхронизатора.Устройство работает следующим образом.Допустим, что в блоке 7 программируемой памяти, который состоит изш+ш кольцевых регистров сдвига, т.е.запоминающих устройств последовательного (циркулярного) типа, уже записана информация о воспроизводимой функции. Тогда с ее ш+ш выходов непрерывно считываются серии кодовых паке-тов, которые поступают соответственно на ш или ш входы первого и второго формирователей 17 и 18 сигналовкусочно-линейной формы, причем каждый вход этих Формирователей соответствует определенному весу.В результате на их выходах Формируются участки кусочно-линейной аппроксимации воспроизводимой функциис большиМ числом градаций углов наклона отрезков, которые поступаютсоответственно на прямой и инверсныйвходы операционного усилителя 19, навыходе коТорого Формируется кусочнолинейная аппроксимация воспроизводимой функции с положительными и отрицательными участками, На Фиг, 2 показаны временные диаграммы серии кодовых пакетов, поступающих с выходовблока 7 программируемой памяти навходы формирователей 17 и 18 сигналов 40кусочно-линейной формы, и сформированная кусочно-линейная аппроксимация воспроизводимой функции на выходе операционного усилителя 19,При необходимости изменения какого-либо участка воспроизводимой Функции при непрерывной работе генератоФра функций или воспроизведения новойфункции на нине 6 ввода кода крутизны участка воспроизводимой Функцииустанавливают соответствующий двоичный и-разрядный параллельный код,Число разрядов этого кода равно числу отрезков аппроксимации воспроизводимой Функции. На нине 16 вводакода номера запоминающего устройстваустанавливают соответствующий кодномера регистра сдвига ш или ш вблоке 7 программируемой памяти кодов крутизны участков аппроксимации, куда должен записаться соответствующий код участка воспроизводимой Функции,Через некоторое время после установления соответствующих кодов нанинах 6 и 16 на входы Формирователей 1 и 2 заднего фронта импульса ипереднего Фронта импульса соответственно поступает импульс Запись , передний Фронт которого через формирователь 2 длительности переднего Фронта устанавливает в 0" триггер 3,счетчик 11 импульсов и через элемент ИЛИ 14 триггер 12, Задний фронтимпульса Запись через Формирователь 1 длительности заднего Фронтаимпульса устанавливает в "1" триггер 3, поступает на первый управляющий вход буферного регистра 4 и черезэлемент ИЛИ 5 на второй управляющийвход буферного регистра 4. При совпадении на управляющих входах регистра 4 "1" и с приходом на его тактируемый вход фронта тактового импульсас генератора 8 тактовых импульсов через элемент 10 задержки осуществляется синхронный параллельный ввод додвоичного и в разрядно кода с нины 6. При этом на выходе регистра 4появляется значение младнего разрядаэтого кода, После окончания действияимпульса Запись на управляющих входах регистра 4 устанавливается "0"и он переходит в режим хранения, Присовпадении на входах элемента И 15высокого уровня, поступающего с выхода триггера 3, и импульса, поступающего с делителя 9 частоты через каждые и тактовых импульсов, на его выходе формируется импульс, который устанавливает в "1" триггер 12, В результате высокий уровень с выходатриггера 12 поступает одновременно науправляющий вход счетчика 11 импульсов, через элемент ИЛИ 5 на второйуправляющий вход регистра 4 и настробируемый вход денифратора 13. Приэтом на одном из выходов денифратора, соответствующем коду номера запоминающего устройства на нине 16, устанавливается "1", которая, поступивна управляющий вход соответствующего(ш или шф) кольцевого регистра в блоке 7 программируемой памяти, открывает его для записи соответствующегокода, В результате при поступлениина вход блока 7 фронта тактового им 1501100пульса с генератора 8 тактовых импульсов в соответствующий кольцевой регистр сдвига переписывается с выхода буферного регистра 4 значение младшего разряда кода участка воспроизводимой функции. При наличии на первом и втором управляющих входах регистра 4 соответственно низкого и высокого уровней и при подаче на 10 его тактируемый вход фронта тактового импульса через элемент 10 задержки с генератора 8 тактовых импульсов происходит сдвиг одновременно всего числа на один разряд в сторону младшего разряда и на его выходе появляется следующий разряд кода, который следующим тактовым импульсом переписывается в кольцевой регистр сдвига. Таким образом, из буферного регист" 20 ра 4 за первые п тактов в соответствующий регистр сдвига ш или ш бло. ка программируемой памяти поразрядно переписывается и-разрядный код участка воспроизводимой функции. 25 . Счетчик 11 импульсов подсчитывает число тактовых импульсов и после поступления и-го тактового импульса устанавливается в "О". При этом на вы" ходе счетчика импульсов формируется 30 импульс, который устанавливает в "0" триггер 12.В результате на обоих управляющихвходах буферного регистра 4, управляющем входе счетчика 11 импульсов и. на стробирующем входе .дешифратора13 устанавливаются низкие потенциалы. Регистр 4 переходит в режимхранения, а счетчик 11 импульсов идешифратор 13 блокируются по входам. На управляющем входе кольцевого регистра сдвига устанавливается. уровень "0", и при поступлении следующих тактовых импульсов содержимое кольцевого регистра сдвига не теряется, а после поступления и тактовых импульсов снова находится в исходном состоянии. Таким образом, информация, записанная в кольцевые регистры сдвига блока 7, непрерывно циркулирует в50этих регистрах и поразрядно поступает с соответствующего выхода блока 7на соответствующий вход формирователя сигнала кусочно-линейной формы.При необходимости воспроизведенияновой функции сначала импульСом " "Сброс" устанавливают в "0" все коль- цевые регистры сдвига в блоке 7 и триггер 12 через элемент ИЛИ,14, При этом счетчик импульсов блокируетсяпо входу, на стробирующем входе де"шифратора 13 устанавливается "О" ивсе кольцевые регистры блокируются повходам, Далее аналогично описанномусоответствующие коды участков новой3воспроизводимой функции через нину 6и регистр 4 поочередно записываютсяв соответствующие регистры блока 7памяти кодов крутизны участков аппроксимации,формула изобретенияфункциональный генератор, содержащий генератор тактовых импульсов, соединенный выходом с входом делителя Частоты, первый триггер, выход которого подключен к первому входу элемента И, счетчик, дешифратор и блок программируемой памяти кодов крутизны участков аппроксимации, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения за счет изменения формы воспроизводимых функций в процессе работы, воспроизведения знакопеременных функций и повыше ния точности, в него введены второй триггер, элемент задержки, два элемента ИЛИ, буферный регистр, два формирователя сигналов кусочно-линейной формы, операционный усилитель, фор" мирователь переднего фронта импульса и формирователь заднего фронта импульса, а блок программируемой памяти кодов крутизны участков аппроксимации содержит две группы кольцевых регистров сдвига, подключенных входами разрешения записи к соответствующим выходам денифратора, информационными входами - к выходу буферного регистра, а тактирующими входами - к выходу генератора тактовых импульсов и входу элемента задержки, выход которого соединен с тактирующим входом буферного регистра и счетным входом счетчика, подключенного входом разрешения счета к выходу второго триггера, первому входу первого элемента ИЛИ и стробирующему входу денифратора, информационный вход которого соединен с шиной ввода кода номера кольцевого регистра блока программируемой памяти кодов крутизны участков аппрокси" мации функционального генератора, выход первого элемента ИЛИ подключен к входу управления сдвигом буферного регистра, соединенного информационным входом с ниной ввода кода крутиз10 1501100 Ютодй ВлоИ Вхой йтЫ К Вло йИ Вса 1 б Составитель С, Казинон актор А. Огар Техред Л.Опийнык Корректор М.Васильеаказ 4871/47НИИПЯ Государ Тираж 668 Подписно венного комитета по изобретениям и от 313035, Москва, Ж, Раушская наб.,ытиям при ГКНТ СССР 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул арина, 1 О ны участков функционального генератора, а входом управления записью - с вторым входом первого элемента ИЛИ, входом установки в "1" первого триг 5 гера и ныходом Формирования заднего фронта импульса, подключенного входом к входу упранления записью функционального генератора и входу формирователя переднего фронта импульса, ны О ход которого соединен с входом обнуления первого триггера, входом начальной установки счетчика и первым входом второго элемента ИЛИ,подключенного вторым входом к выходу обнуления 5 счетчика, а выходом - к входу обнуления второго триггера, соединенного входом установки н "1" с выходом элемента И, второй вход которого подключен к выходу делителя частоты, при этом первый формирователь сигналов кусочнолинейной Формы соединен входами управления крутизной с выходами старших разрядов кольценых регистровсдвига перной группы блока программируемой памяти кодов крутизны участковаппроксимации, а выходом - с инвертирующим входом операционного усилителя, выход которого является выходомфункционального генератора, неинвертирующий вход подключен к ныходу нторого формирователя сигналов кусочнолинейной формы, соединенного входами,управления крутизной .с выходами старших разрядов кольцевых регистровсдвига второй группы блока программируемой памяти кодов крутизны участков аппроксимации.