Генератор функций

О П И С А Н И Е ( )840954ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(088,8) Опубликовано 23.06,81, Бюллетень Рй 23 до делам лаооретений и открытийДата опубликования описания 26.06,81(72) Авторы изобретения А. Г. Падалко, А, Ф, Сакун и В. Н, Буинцев Сибирский металлургический институт им, Серго Орджоникидзе(54) ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ Изобретение относится к автоматике ианалоговой вычислительной технике.Известен генератор функций, содержащий интегрирующие усилители, элементыИЛИ и И-НЕ, распределитель импульсов,5генератор импульсов и преобразователькодов 11,Известен также генератор функций, содержащий схемы сравнения, задающие положение точек излома, входные резисторыи выходной интегрирующий усилитель, осуществляющий кусочно-линейную аппроксимацию функций времени 21,Недостаток генераторов - конструктивная сложность,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является генератор функций, содержащий блок делителей напряжения, инвертор, элемент ИЛИ, первый вход которого является входом запуска генератора, операционный усилительь выход которого является выходом генератсьра, интегрирующий конденсатор, ввлюченный между входом и выходом операционного усилителя, элемент компенсации входного тока, подключенный ко входу операционного усилителя 1 задающих триггеровв, выходы которых, кроме выхода и -гозадающего триггера, соединены с соответствующими входами блока делителей напряжения, й пороговых элементов, входыкоторых соединены с выходом операционного усилителя, а выходы - с входами установки нулевого состояния соответствующих задающих триггеров, выход и -гозадающего триггера соединен со входомблока делителей напряжения через инвертор, инверсный выход каждого задающего триггера, кроме о -го, соединен сосчетным входом следующего по номерузадающего триггера, инверсный выходл -го задающего триггера соединен совторым входомэлемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу первого задающего триггера, выход блока делителей напряжения соединен со входомоперационного усилителя 3.8400Недостаток такого гейератора заключается в отсутствии возможности формирования горизонтальных отрезков воспроизводимой функции времени, что сужает его функциональные возможности, 5Цель изобретения - расширение класса воспроизводимых функций за счет воспроизведения функций времени с горизонтальными участками.Поставленная цель достигается тем, что генератор функций, содержащий блок делителей напряжения, инвертор, элемент ИЛИ, первый вход которого является входом запуска генератора, операционный усилитель, выход которого является выходом генератора, интегрирующий конденса" тор, включенный между входом и выходом операционного усилителя, элемент компенсации входного тока, подключенный ко входу операционного усилителя, и задаю щих триггеров, выходы которых, кроме выхода д -го задающего триггера, соединены с соответствующими входами блока делителей напряжения, о пороговых элементов, входы которых соединены с выходом операционного усилителя, а выходы - с входами установки нулевого состояния соответствующих задающих триггеров, дополнительно содержит И одновибраторов и входной резистор, включенный между выходом инвертора и входом операционного усилителя, выход каждого одновибратора соединен со счетным входом соответствующего задающего триггера, вход каждого-го одновибратора, кро 35 ме первого, соединен с выходом -1)-го порогового элемента, вход первого одновибратора подключен к выходу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом-го порогового элемента, пер- О40 вый выход блока делителей напряжения подключен ко входу инвертора, а второй выход - ко входу операционного усилителя, выход и -го задающего триггера соединен с соответствующим входом блока делителей напряжения.На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого генератора функций; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняю 50 щие его работу.Генератор функций содержит блок 1 делителей напряжения, инвертор 2, операционный усилитель 3, интегрирующий конденсатор 4, элемент 5 компенсации входного тока, входной резистор 6, элемент ИЛИ 7 и пороговых элементов 8,.,8 п, в задающих триггеров 99, о одновибра "ф о фторов 10 10,Генератор функций работает следующимобразом,В исходном состоянии на выходах задающих триггеров 9 ,9 нулевые потенциа фффлы. На входе усилителя 3 входной ток отсутствует, интегрирующий конденсатор 4разряжен и на.выходе генератора (фиг,2 а)нулевой потенциал. При подаче запускающего импульса на первый вход элемента ИЛИ 7 (фиг, 2 б) импульсом с его выхода запускается одновибратор 10(фиг. 2 в) с регулируемой длительностьювыходного импульса, определяющего величину начального горизонтального участкавоспроизводимой ломаной кривой, Отрицательным перепадом импульса с выхода одновибратора 10 опрокидывается задающий триггер 9 (фиг, 2 г), на выходе которого образуется прямоугольная ступень- .ка напряжения полсокительной полярности,Это напряжение через блок делителей напряжения 1 поступает на вход инвертора 2и далее через входной. резистор 6 на входусилителя 3, На выходе усилителя 3 появляется нарастающее положительное напряжение, которое поступает на входы пороговых элементов 88 с регулируемы. ми порогами срабатывания, С помощьюпороговых элементов 88 устанавливается размах линейных участков воспроизводимой кривой. При достижении выход-.ным напряжением генератора порога срабатывания перва о порогового элемента8 на его выходе (фиг, 2 д) вырабатывается импульс отрицательного перепада,который возвращает триггер 9 в исходное состояние и запускает одновибратор10, на выходе которого (фиг, 2 е) появляется импульс положительной полярности.На время длительности этого импульса навходе усилителя 3 отсутствует входнойток, следовательно, на его выходе остается напряжение, равное порогу срабатывания предыдущего порогового элемента8, При этом формируется горизонтальный:участок ВГ воспроизводимой кривой(фиг. 2 а), длительность которого регулируется длительностью импульса одновибратора 10. По окончании действия импульса одновибратора 10 его заднимфронтом опрокидывает второй задающийтриггер 9, на выходе которого формируется прямоугольная ступенька положительного напряжения (фиг. 2 а)Угол его наклона определяется соответствующим коэффициентом блока 1 делителей напряжения.Поскольку пороги срабатывания пороговых элементов 8, 8 (для упроще5 8400ния примем и =4), участвующих в формировании спадающих участков воспроизводимой кривой меньше, чем например,порог срабатывания порогового элемента8 ь формирующего последний возрастающий участок, то очевидно, что пороговыеэлементы 8 п.8 п, срабатывают раньше, чем пороговый элемент 8 . Однакоэто не повлияет на работу генератора,если для управления задающими триггерами Ц 9 п.использовать инверсные выходы пороговых элементов 8. 8, Положительные перепады напряжен ия, возникающие на их выходах, при достижении выходным напряжением генератора из поро 151 ов срабатывания не вызывают опрокидывания задающих триггеров 9, 9,При достижении выходным напряжениемгенератора порога срабатывания пороговогсэлемента 80 последний срабатывает(фиг. 2 з) и возвращает в исходное положение задающий триггер 9, Кроме того,этот же импульс запускает одновибратор10-, (фиг. 2 и). При этом формируетсягоризонтальный участок ДЕ воспроизводи 25мой кривой (фиг. 2 а), длительность кого 1рого регулируется длительностью импуль-.са на выходе одновибратора 10, , Поокончании действия импульса одновибратора 10,последний возвращается в исЗоходное состояние, опрокидывая отрицательным перепадом импульса задающий триггер 91, на выходе которого( фиг.2 к)формируется прямоугольная ступенька напряжения, которое поступает через блокделителей напряжении на вход усилителя3, на выходе которого начинает формироваться спадающее напряженке, (отрезокЕЖ воспроизводимой кривой). При достк 40женин выходным напряжением генераторапорога срабатъвания порогового элемента8(фиг. 2 л) последний возвращаетсяв исходное состояние, опрокидывая приэтом отрицательным перепадом импульса45задающий триггер 9,( и запуская одновибратор 10 п (фиг. 2 м).. Отрезки ЖЭ и ЗК (фиг. 2 а) воспроизводимой кривой формируются аналогичноотрезкам ДЕ и ЕЖ, При достижении вы-50ходным напряжением генератора порогасрабатывания порогового элемента 8 ".(фиг. 2 м) последний возвращаясь в исходное.состояние, опрокидъвает триггер9, (фиг. 20) и чрез элемент ИЛИ 7 за-55пускает одновибратор 101, после чего процесс генерации функции повторяется.Таким образом, введение одновибраторов в генератор обесйечиваег возмож 54 6ность формирования горизонтальных участков функции времени после каждого наклонного участка, что позволяет расширить его функциональные возможности посравнению с известным. формула изобретен ия Генератор 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,задающий триггеров, выходы которых, кроме выхода-го задающего триггера, соединены с соответствующими входами блока делителей напряжения, г пороговых элементоц входы которых соединены с выходом операционного усилителя, а выходы - с входами установки нулевого состояния соогветствующих задающих триггеров, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций за счет воспроизведения функций времени с горизонтальными участками, он содержите. одновибраторов и входной ре-. зистор, включенный между выходом инвертора и входом операционного усилителя выход каждого одновибратора соединен со счетным входом соответствующего задаю%щего триггера, вход каждого 4 -го одновкбрагора кроме первого, соединен с1въкодом (1 -1) го порогового элемента, вход первого одновибратара подключен к вьасоду элемента ИЛИ, второй вход которого Соединен с выходом П -го порогового элемента, первый выход блока делителей напряжения подключен ко входу инвертора, а второй выход - ко входу операционного усилителя, выход о го задающего триггера соединен с соответствующим входом блока делителей напряжения. Источники информации,принятые во внимание;.при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР% 651376, кл. О 06 К 15/20, 1979. 2. Патент США % 3622770,кл. 235-197, 1971. 3. Авторское свидетельство СССР Ио 570069, кл, О 06 О 7/26 1977