Генератор функций

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск ни(23) Приоритет аударатееииый комитет СССР а делам изобретений(54) ГЕНЕ Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.Известен генератор функций, содержащий интегрнрукяцие усилители, логические элементы ИЛИ и И-НЕ, распределитель импульсов, генератор импульсов и преоб-, разователь кодовИзвестен также генератор функций, содержащий схемы сравнения, задающие положение точек излома, входные резисторы.и выходной интегрирующий усиди- тель, осуществляющий кусочно-линейную аппроксимацию функций времени Я.Недостаток этих генераторов -конструктивная сложность.5Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является генератор функций, содержащий блок делителей напряжения, инвертор, элемент ИЛИ, первый вход которого является входом заттуска генератора, операционный усилитель, выход которого является выходом генераора, интегрирующий конденсатор, вклюгинститут нм. Серго Орджоникидзе:.ф .и:д ченный между входом и выходом операционного усилителя, элемент компенсашптвходного тока, подключенный ко входуоперационного усилителя, о задающихтриггеров, выходы которых, кроме выхода тт -го задающего триггера, соединеныс соответствующими входами блока делителей напряжения, тт пороговых элементов, входы которых соединены с выходомоперапионного усилителя, а выходы с входами установки нулевого состояния соответствующих задающих триггеров, выход,о, -го задающего триггера соединен совходом блокаделителей напряжения черезинвертор, инверсный выход каждого задающего триггера, кроме тт -го, соединенсо счетным входом следующего по номеру задающего триггера, инверсный выход о -го задающего триггера соединенсо вторым входом элемента ИЛИ, выходкоторого подклюттен к счетному входупервого задающего триггера, выход блокаделителей напряжения соединен со входом операционного усилителя ВЯ.3 8409Недостаток этого генератора заключается в его сложности, так как при формировании симметричных функций вре, мени (например, синусоидального типа, параболических функций и т,д.), он дол 5 жен иметь отдельные задающие триггеры пороговые элементы и делители на пряжения на каждый линейный участок восходящей и нисходящей ветвей воспроиз, водимой функции.0 Цель изобретения - упрощение структуры генератора при воспроизведениисимметричных функций времени.Поставленная цель достигается тем,что генератор функций, содержащий блокделителей напряжения, инвертор, элемент ИЛИ, первый вход которого являетсявходом запуска генератора, операционныйусилитель, выход которого является выходом20генератора, интегрирующий конденсатор,включенный между входом и выходомоперационного усилителя, элемейт ком-пенсации входного тока, подключенный ковходу операционного усилителя, 0 задаю-щих триггеров, выходы которых кромевыхода й -го задающего триггера соединены с соответствующими входами блока делителей напряжения, П пороговыхэлементов, входы которых соединеныс выходом операционного усилителя, первый и второй входы первого задающеготриггера соединены соответственно свыходом элемента ИЛИ и с инверснымвыходом первого порогового элемента,дополнительно содержит (п) дополнительных элементов ИЛИ, пэлементов НЕ, (п+1)-ый пороговый элемент,(и+1) -ый задающий триггер, переключатель и входной резистор, включенныймежду выходом инвертора и входом операционного усилителя, выход блока делителей напряжения соединен с подвижным.кон тактом переключателя упрйвляюший 45вход которого подключен к выходу,(п+1)-го задающего триггера, первый ивторой неподвижные контакты, соответственно, к входу операционного усилителя и ко входу .ийвертора, первый и второй входы каждого 1 -го дополнительного элемента ИЛИ соединены соответственно,.с инверсным выходом 4 -гопорогового элемента и с прямым выходом6+1)-го порогового элемента, выход каж дого 4 -го дополнительного элементаИЛИ подключен к первому и через соот.ветствующий элемент НЕ - ко второмувходу 6+1)-го задающего триггера, пря 53 4мой выход первого порогового элементасоединен со вторым входом основногоэлемента ИЛИ, первый и второй входыо -го задающего Триггера соединенысоответственно с инверсным и прямымвыходами (и)-го порогового элемента,йервый и второй входы (и+1)-го задаю- .щего триггера соединены с инверснымвыходом и -го порогового элемента,и прямым выходом - (и+1)-го порогового элемента, выход н -го задающеготриггера соединен с соответствующимвходом блока делителей напряжения.На фиг. 1 представлена блок-ч:хемагенератора; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Генератор функции содержит блок 1делителей напряжения, инвертор 2, операционный усилитель 3, интегрирующийконденсатор 4, элемент 5 компенсациивходного тока, входной резистор 6, переключатель 7, элемент ИЛИ 8, и+1 пороговых элемента 9, , 94, (и+1)задающих триггеров 10, ., 104-2 дополнительных элементов ИЛИ11, , 11 1, о -2 элемента НЕ124 , 12 ,Генератор работает следующим образом.В исходном состоянии на прямых выходах пороговых элементов 9,., 9+появляются нулевые потенциалы, а наинверсных - положительные потенциалы,соответствующие логической единице. Навторых входах задающих триггеров10 10, + появляются положительные потенциалы, на первых входах - нулевые, что соответствует нулевому состоянию задающих триггеров 101 Ст.е. такому, когда на их выходах нулевые потенциалы. На выходе операционногоусилителя 3 также нулевой потенциал(фиг. 2 а). При подаче запускающего импульса на вход элемента ИЛИ 8, последний выходным импульсом (фиг.2 б) опрокидывает задающий триггер 104, на выходе которого образуется прямоугольнаяступенька положительного напряжения(фиг, 2 в), Это напряжение, уменьшенноев блоке делителей напряжения 1 в.соответствии с требуемой крутизной формируемой функции, через переключатель 7поступает на вход инвертора 2 и далеечерез входной резистор 6 на вход операционного усилителя 3, На выходе генератора появляется положительное нарасЙтающее во времени. напряжение, поступающее на входы пороговых элементов840 При достижении выходным напряже 35 нием операционного усилителя порога срабатывания п-го порогового элемента 9 (для упрощения примем п=4) последний срабатывает (фиг. 2 к) и отрицательным4( перепадом импульса опрокидывает триггер 10 п, управляющий переключателем 7. При этом выход блока делителей напряжения 1 подключается к входу операционного усилителя 3, на выходе45 которого формируется спадающее напряже-. ние, крутизна, которого равна крутизне последнего восходящего участка ГД (фиг, 2 а) воспроизводимой кривой так как определяется напряжением, поступвю 50 щим с выхода триггера .10 через соответствующий делитель напряжения блока 1. При достижении выходным напряжением операционного усилителя 3 порога срабатывания элемента 9, (точкв Г фиг,2 а):Г55 последний воэврвшается в исходное состояние (фиг. 2 з), возвращая при этом отрицательным перепадом импульса триггер 101 (фиг, 2 И) в исходное состояние 59 9 с регулируемыми порогами срабатывания. С помощью пороговых элементов 9 9 устанавливается размах линейных участков воспроизводимой кривой.При достижении напряжения нв выходе операционного усилителя 3 уровня порога срабатывания первого порогового элемента 9 (точка Б, фиг. 2 а) на его инверсном,: выходе вырабатывается импульс отрицательного перепада (фиг,2 г), который возвращает триггер 104 в исходное состояние и через элемент ИЛИ 11 и элемент НЕ 12 опрокидывает триггер 10 (фиг.2 д), Нв этом заканчивается формирование первого линейного учвстка АБ воспроизводимой кривой (грвфик фиг, 2 а) и начинается формирование второго участка кривой БВ, При достижении выходным напряжением операционного усилителя 3 порога срабатывания второго порргового элемента 9 последний срабатывает, возвращая положительным перепадом импульса нв прямом выходе (фиг.2 е) через элемент ИЛИ 13 и эле мент НЕ 12 триггер 10 в исходное состояние (фиг.2 д), и отрицательным перепадом на инверсном выходе через элемент ИЛИ 11 и элемент НЕ 12 опрокидывает триггер 10 (фиг. 2 ж), Вос- зо ходящие участки ВГ и ГД (фиг.2 а) формируются аналогично при срабатывании ; порогового элемента 9 (фиг.2 з) и триггера 10 (фиг,2 и) . и опрокидывая этим же импульсом черезэлементы ИЛИ 11 пи элемент НЕ 12триггер 10. При этом начинаетсяформирование второго спадающего участка ГВ воспроизводимой кривой, УчасткиВБ и БЛ формируются аналогичным образом, При достижении выходным напряжением операционного усилителя 3 порогасрабатывания порогового элемента 91 фиг.2 л) последний срабатывает и опрокидывает триггер 10,(фиг, 2 м), который устанавливает переключатель 7 вположение, соответствующее подключениювыхода блока 1 к входу инвертора 2,благодаря чему на выходе генератора начинает формироваться нарастающее напряжение, Далее цикл генерации воспроизводимой функции времени повторяется,Использование предлагаемого генератора при воспроизведении симметричныхфункций позволяет уменьшить количествонастраиваемых элементов в генераторепо сравнению с известным в два раза,что делает предлагаемый генератор болеепростым по структуре,Формула изобретенияГенератор функций, содержащий блок делителей напряжения, инвертор, элемент ИЛИ, первый вход которого является входом запуска генератора, операционный усилитель, выход которого является выходом генератора, интегрирующий конденсатор, включенный между входом и выходом операционного усилителя, элемент компенсации входного тока, подключенный ко входу операционного усилителя, О задающих триггеров, выходы которых,гкромевыхода о -го задающего триггера, соединены с соответствующими входами блока делителей напряжения, о пороговых элементов, входы которых соединены с выходом операционного усилителя, первый и второй входы первого задаю- ф щего триггера соединены собтветственно с выходом элемента ИЛИ и с инверсным выходом первого порогового элемента, о т л и ч а ю щ. и й с я тем, что, с целью упрощения структуры при воспроизведении симметричных функций времени он содержит й -2 дополнительных элементов ИЛИ, и -2 элементов НЕ, 9+1)-й пороговый элемент, (0+1)й задающий триггер, переключатель и вход.ной резистор, включенный между выходом инвертора и входом операционного8409 7усилителя, выход блока делителей напряжения соедннен с подвижным контактом переключателя, управляющий вход которого подключен к выходу (0+1)-го задающего триера, а первый и второй неподвижные контакты, соответственно, к входу операпионного усилителя и ко входу инвертора, первый и второй входы каж-1дого-го дополнительного элемента ИЛИ соединены соответственно с инверсным выходом 1 -го порогового элемента и с прямымвыходом (+1)-го;:порогового элемента, выход каждого .1 -го дополнительного элемента ИЛИ подключен к первому и через соответствующий элемент. НЕко второму .входу (4+1)-го задающего триггера, прямой выход первого порогового элемента соединен со вторим входом основного элемента ИЛИ, первый и второй 53 8входы о, -го задающего триггера соединены соответственно с инверсным ипрямым выходами ( и -1)-го порогового элемента, первый и второй входы(П +1)-го задающего триггера соединеныс лнверсным выходом О -го пороговогоэлемента и прямым выходом (0+1)-гопорогового элемента, выход О -го задающего трютера соединен с соответствующим входом блока делителей напряжения,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР651376, кл, 606 К 15/20, 1979.2, Патент США3622770, кл. 235197, опублик, 19713. Авторское свндетельство СССР570069,.кл.( 06 Я 7/26,1977.