Генератор треугольного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2173244 5 ц 5 Н 03 К 4/06 КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР ИДЕТЕЛЬСТ ОМ(56) Авторское свидетельстМ 1274131, кл. Н 03 К 4/06 цифроаналоговых и аналого-цифровых преобразователей (ЦАП) и (АЦП) устройство содержит реверсивный счетчик 1 импульсов, программируемый генератор 2 тактовых импульсов, триггер 4 реверса, ЦАП 5, два элемента 7, 8, сравнения кодов, АЦП 12, блок 13 сравнения кодов и триггер 14. При расхождении кодов на выходе АЦП и реверсивного счетчика импульсов более чем на единицу младшего разряда происходит запуск триггера 14, выход которого является контрольным выходом устройства. В этом случае блокируется дальнейшее поступление тактовых импульсов и фиксируется возникшее состояние неисправности. При совпадении или расхождении указанных ко дов не более чем на единицу младшего разряда выходной триггер 14 не запускается и возможный сбой идентифицируется с разбросом уровней квантования АЦП и ЦАП или флуктуаций в схеме и не фиксируется. 1 Я э, и, ф-лы,2 ил,17ательский инсти А. Шушков и СССР .01,84 АПРЯ(54) ГЕНЕ ЖЕНИЯ (57) Изобрете технике и мож рах формиро формы. Целью ние генератор возможностью роля работосп пазоне изме РАТОР ТРЕУГОЛЬ ние относится ет использовать ания сигналов изобретения яв а треугольного его использова особности (при ненйя входн к импульсной ся в генератоспециальной ляется соэданапряжения с ния для конт- широком диаых величин) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ10 15 20 Изобретение относится к импульснойтехнике, может использоваться в генераторах Формирования сигналов специальнойФормы и является усовершенствованиемизвестного устройства по авт. св. М1274131.Известен генератор треугольного напряжения, содержащий реверсивный счетчик импульсов, триггер реверса,цифроаналоговый преобразователь (ЦАП),программируемый генератор тактовых импульсов, два элемента сравнения кодов,причем ЦАП, выходом подключенный квыходной вине устройства, входами соединен с выходами реверсивного счетчика импульсов и первыми группами входовпервого и второго элементов сравнения кодов, вторые группы входов которых соединены соответственно с шинами установкимаксимального и минимального значенийамплитуды выходного напряжения, а соответствующие выходы соединены с первымивходами установки единицы и нуля тригге ра реверса, вторые входы установки которых соединены с шиной установки знаканарастания выходйого изйряжения 1 э ВыхОдподключен к Входу управления направлением счета реверсивного счетчика импульсов.информационные Входы и вход записи которого соединены с виной установки начального значения Выходного напряжения, асчетный вход- с выходом программируемого генератора тактовых импульсов,Недостаток известного устройства - отсутствие текущей диагностики тракта преобразования код-аналог и неаоэможностьпериодического контроля. заданных погреайоСтей формирования Выходного напряжения, Недостатком указанногоустройства также является невозможностьего использования для контроля работоспособности (дри широком диапазоне изменения входных величин) ЦАП ианалого-цифровых преобразователей(АЦП),Цель изобретения - расширение функциональных возможностей,Поставленная цель достигается тем, чтов генератор треугольного напряжения, содержащий реверсивный счетчик импульсов,программируемый генератортактовых импульсов, триггер реверса, ЦАП, два элемента сравнения кодов, введеныаналого-циФровой преобразователь, дополнительный блок сравнения кодов и триггер,выход которого является контрольным выходом устройства, импульсный вход подключен к выходу программируемогогенератора тактовых импульсов, информационные входы подключены к прямому и 25 30 35 40 45 50 55 инверсному выходам дополнительного блока сравнения кодов, перваягруппа входов которого подключена к выходам реверсивного счетчика импульсов, вторая группа входов - к выходам АЦП, аналоговый вход которого подключен к выходной шине устройства.На фиг. 1 приведена функциональная схема генератора треугольного напряжения; на фиг. 2 - схема блока сравнения.Генератор треугольного напряжения содержит реверсивный счетчик 1 импульсоа, импульсным входом подключенный к выходу программируемого генератора 2 тактовых импульсов и импульсному входу триггера 14. Причем входы реверсивного счетчика импульсов подключены к группе информационных входов 3 и входа записи и выходу триггеРа 4 реверса. входы которого подключены соответственно к шине 11 установки знака нарастания выходного напряжения и выходам элементов 7 и 8 сравнения кодов, первые группы входов которых подключены к шинам 9 и 10 установки максимального и минимального значений амплитуды выходного напряжения, а вторые группы входов соединены с выходами реверсивного счетчика 1 импульсов, группой входов блока 13 сравнения кодов и входами ЦАП 5, выход которого является выходной шиной б устройства и подключен к входу АЦП 12, выходы которого подключены к второй группе входов блока 13 сравнения кодов, прямой и инверсный выходы которого подключены к информационным входам триггера 14, выход которого является контрольным выходом 15 устройства,Блок 13 сравнения кодов содержит сумматоры 17 и 18, входы которых соединены с соответствующими входами и выходами элемента 16 сравнения кодов, а выходы подключены к входам элемента 19 сравнения кодов.В исходном состоянии реверсивный счетчик импульсов обнулен (цепи обнуления не показаны), программируемый генератор 2 тактовых импульсов не запущен (цепи эапуса не показаны).Начальное значение выходного напряжения задается кодом с шины 3 установки начального значения и переносится в реверсивный счетчик 1 импульсов по сигналу записи, подаваемому по этой же шине на его вход записи. Максимальное значение амплитуды выходного напряжения задается ко-, дом по шине 9 установки максимального значения, а минимальное значение амплитуды выходного напряжения - кодом по шине 10 установки минимального значения. Причем код по шине 9 имеет максимальное510 15 20 25 30 35 40 50 шающие удвоенную цену младшего разряда кода на входе ЦАП. Блок.13 сравнения работает следующим значение. а код по шине 10 - минимальное, код по шине 3 находится по величине между значениями кодов на шинах 9 и 10. Знак приращения выходного напряжения задается кодом по шине 11 установки знака при. ращения. При подаче с шины 11 логической единицы на второй вход установки триггера реверса в единицу на его выходе установится уровень логической единицы, который переведет реверсивный счетчик 1 импульсов в режим вычитания, при этом выходное напряжение имеет отрицательный знак приращения (т.е. после начала работы генератора выходное напряжение уменьшается). Если с шины 11 на второй вход установки нуля триггера 4 реверса подан сигнал логической единицы, на выходе триггера 4 реверса присутствуетсигнал ноль, реверсивный счетчик 1 импульсов пе-. рейдет в режим. сложения и знак приращения будет положительный(т. е, после начала работы генератора выходное напряжение возрастает), После установки знака приращения на шине 11 должно быть установлено исходное состояние (код 00), При этом дальнейшее управление работой триггера 4 реверса передается элементам 7 и 8 сравнения кодов по первым установочным входам. В случае равенства кодов на шинах 3 и 9 (10) начальное значение амплитуды выходного напряжения соответствует максимальному (минимальному) ее значению. Это означает, что знак приращения будет отрицательный (положительный) и не зависит от кода по шине 11.Предположим, что задан положительный знак приращения выходного напряжения, задано какое-то среднее начальное значение выходного напряжения (при этом на выходной шине 6 устанавливается сигнал соответствующего уровня), а программируемый генератор. 2 тактовых импульсов запускается и выдает импульсы с постоян- . ной частотой,Реверсивный счетчик 1 импульсов на чнет подсчет тактовых импульсов, код на его выходе возрастает, что приводит к увеличению сигнала и на выходе ЦАП 5, При достижении кода на выходе реверсивного счетчика импульсов значения, равного коду по шине 9 (т,е, максимальному значению выходного напряжения), на выходе элемента 7 сравнения кодов появится сигнал логической единицы, который переключит триггер 4 реверса в состояние единицы, ко торая переведет счетчик 1 импульсов в режим вычитания, Аналогично, при достижении кода нв выходе реверсивного счетчика 1 импульсов значения кода по шине 10, сработает элемент 8 сравнения кодов, триггер 4 реверса снова переключится, а счетчик 1 импульсов перейдет в режим суммирования, ЦАП 5 непрерывно отслеживает изменение кода на выходе реверсивного счетчика 1 импульсов, формируя на выходной шине 6 симметричное треугольное напряжение, Выбирая соответственную программу выдачи тактовых импульсов программируемым генератором 2 тактовых импульсов, можно получить различные формы выходного напряжения (например, трапецеидальную). Для этого необходимо в определенные моменты времени преращать формирование тактовых импульсов, т.е. частота тактовых импульсов определяет форму выходного напряжения устройства.Задание кодов по шинам 3, 9 - 11 может производиться вручную или программным способом (с помощью, например, микро- Э ВМ). При формировании треугольного или иной формы напряжения на выходе 6 ЦАП 5 уровень напряжения в каждый момент времени определяется двоичным кодом, установившимся на выходе реверсивного счетчика 1 импульсов, причем точность выставленного значения выходного напряжения определяется разрядностью ЦАП и соответствует цене его младшегоо разряда.При формировании на выходе ЦАП 5 напряжения, отличного от напряжения, которое должно быть установлено в соответствии с текущим кодом реверсивного счетчика 1 импульсов, АЦП 12 на своих выходах формирует код, отличный от кода реверсивного счетчика 1 импульсов, В результате несоответствия указанных кодов на выходе блока 13 сравнения кодов появится сигнал, который при поступлении на импульсный вход триггера 14 очередного импульса программируемого генератора 2 тактовых импульсов .уровнем логической единицы фиксируется на контрольном выходе 15 триггера 14 и служит признаком полной неработоспособности или неточной работы ЦАП 5, Ка триггере 14 фиксируются несоответствия выходного напряжения генерато-ра треугольного напряжения кодам реверсивного счетчика 1 импульсов, превыобразом, Коды с выходов АЦП 12 (А) и счетчика 1 импульсов (В) сравниваются элементом 16 сравнения. Если код на входах А больше(меньше) кода на входах В, на выходе АВ(АВ) элемента 16 сравнения появится сигнал логической единицы. Он суммируется на сумматорах 18 (17) с исходным кодом (или кодом на выходе АЦП 12).Если АВ, единица добавлена к коду В на сумматоре 18 и результат суммирования поступит на вход В элемента 19 сравнения. При этом на входы А элемента 19 сравнения поступит код с входов А сумматора 17. Если разница входных кодов А и В не более единицы младшего разряда, коды, поступившие на входы Аи В элемента 19 сравнения, равны, При большей разнице единицы на входе В сумматора 18 не будет достаточно, чтобы дополнить код на его выходе до кода, равного коду на выходе сумматора 17, и на выходе элемента 19 сравнения, являющемся выходом блока 13 сравнения, зафиксировано неравенство сравниваемых кодов. Аналогично блок 13 сравнения работает и в том случае, если АВ,Его использование позволяет исключить отбраковку АЦП и ЦАП в тех случаях, когда из-за разброса уровней квантования и флуктуаций ЦАП и АЦП отличия кодов на входе ЦАП и выходе АЦП составляет единицу младшего разряда от требуемого значения, и устройство может давать сигнал ошибки даже при точной работе ЦАП,(например, при сравнении кодов 100000 и 011111), так как отклонение на единицу в младшем разряде приведет к изменению кода в старших разрядах,Данный генератор треугольного напряжения, обеспечивая возможность оперативного изменения параметров выходного напряжения, позволяет контролировать точность соответствия выходного напряжения ЦАП его входным кодам (т.е, обеспечивает контроль формы выходного напряжения), что дает возможность использовать генератор в устройствах контроля работоспособности схем ЦАП и АЦП и в сравнении с известным генератором расширяет функциональные возможности генератора треугольного напряжения. Формула изобретения5 1. Генератор треугольного напряженияпо авт. св, М 1274131, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет дополнительнойдиагностики тракта преобразования код 10 аналог при периодическом контроле погрешностей формирования выходногонапряжения, в него введены аналого-цифровой преобразователь, дополнительныйблок сравнения кодов и триггер, выход кото 15 рого является контрольным выходом генератора треугольного напряжения,импульсный вход подключен к выходу программируемого генератора тактовых импульсов, информационные входы20 подключены к прямому и к инверсному выходам дополнительного блока сравнениякодов, первая группа входов которого подключена к выходам реверсивного счетчикаимпульсов, вторая группа входов - к выхо 25 дам аналого-цифрового преобразователя,аналоговый вход которого. подключен к выходной шине генератора треугольного напряжения,2, Генератор поп.1,отл ича ющийс я30. тем, что дополнительный блок сравнениякодов содержит два сумматора и два элемента сравнения, группы входов одного изкоторых подключены к первой и второй. группам входом блока сравнения кодов и35 соответствующим сходам сумматоров, выходы - к другим входам сумматоров, выходыкоторых подключены к соответствующимвходам второго элемента сравнения, выходц которого являются прямыми и инверсны 40 ми выходами блока сравнения кодов.1732440Составитель А,Горбачев Редактор Н. Рогулич Техред М,Моргентал Корректор Р.Петро аказ 1588 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101