Устройство для генерирования функций

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯк авторском свидкильствюГ 1(51)М. Кл. О 06 О 7/26 Ьсуаарствкнный коинтвт СССР но двлви нзвбретвннй н открытнй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ФУНКЦИЙ Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и можетбыть использовано для воспроизведенияпроизвольных функций времени,Известен функциональный генератор,содержащий задающий генератор импуль. сов, реверсивный счетчик, выход которого соединен с цифро-аналоговым преобразователем, управляющий вход - свыходом триггера управления, входкоторого подключен к одному из выходов дешифратора, переключающий блок,входы которого соединены с выходомзадающего генератора импульсов и еговторым выходом дешифратора, а выходпереключающего блоке подключен к входу реверсивного счетчика 1 .Недостатком его является ограниченный класс воспроизводимых функций.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство для генерирования функций,содержащее последовательно включенные генератор периодических импульсов, счетчик участков аппроксимации и счетчик ординат, преобразователь код-напряжение, дешифратор, выходы которых через разделительные конденсаторы подключены к входам двух групп параллельно соединенных сегнетопьеэоэлектрических трансформаторов, которые своими выходами подключены к операционным усилителям; в состав устройства входит также генератор импульсов возбуждения 2.Недостатком данного устройства является. то, что оно обеспечивает только равномерное разбиение аргумента при кусочно-линейной аппроксимации функций. На точность устройства влияет погрешность, обусловленная разрядом конденсатора цепи обратной связи операционного усилителя в промежуток времени между импульсами. Определенную погрешность в результат воспроизведения функций вносит помеха3 95723типа "звон", которая существует в выходном сигнале сегнетопьезоэлектрических трансформаторов,Цель изобретения - повышение точности воспроизведения функций,Поставленная цель достигается темчто в устройство для генерированияфункций, содержащее генератор импульсов, дешифратор, две группы сегнетопьезоэлектрических трансформато Оров, усилитель, формирователь постоянного уровня и счетчик, к первому выходу которого подключен сигнальный вход дешифратора, к выходам которого через разделительные конденсаторы подключены сегнетопьезоэлект,рические трансформаторы первой и второй группы, выходы первой группыкоторых подсоединены к входу усилителя, а второй группы - к первому вхо"26ду формирователя постоянного уровня,введены первый и второй триггеры управления, интегратор, ключ, первый ивторой элементы ИЛИ, первый и второйэлементы И и схема сравнения, пер- рвый вход которой подсоединен к выходуусилителя, второй вход соединен с выходом интегратора и сигнальным входом ключа, выход которого являетсявыходом устройства, а выход схемцсравнения подключен к суммирующемувходу счетчика, к первому входу первого элемента И, второй вход которогоподсоединен к выходу переполнениясчетчика, а выход первого элемента И3подключен к второму входу второго эле.мента ИЛИ, нулевому входу первоготриггера управления, единичный выходкоторого соединен с первым входомвторого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератораимпульсов, а выход подсоединен к стробирующему входу дешифратора, выходсхемы сравнения подключен к единичному входу второго триггера управления4и первому входу первого элемента ИЛИ,выход которого подключен к второмувходу формирователя, который своимвыходом соединен с первым входом интегратора, второй вход первого элемента ИЛИ, второй вход интегратораустановочный вход счетчика, единичныйвход первого триггера управления ипервый вход второго элемента ИЛИсоединены с шиной запуска устройства,выход второго элемента ИЛИ соединенс нулевым входом второго триггерауправления, единичный выход которогоприсоединен к управляющему входу ключа. 0 фНа чертеже представлена структурная схема устройства для генерирования фу н кци й . Устройство содержит последовательно включенные счетчик 1, дешифратор 2, к выходу которого через разделительные конденсаторы 3 подсоединены первая группа 4,1-4 1 и вторая группа 5-5 л сегнетопьезоэлектрических транс. форматоров, которце идентичны и каждый из них состоит из секции 6 возбуждения и генераторной секции 7,разделенных экранирующим электродом8, соединенным с ейной нулевого потенциала, а также содержит входнойэлектрод 9 и выходной электрод 10.Выходы первой группы трансформаторов через последовательно включенные формирователь 11 постоя. нного уровня иинтегратор 12 присоединены к второмувходу схемы 13 сравнения и с помощью ключа 14 соединены с выходом,15 устройства для генерирования функций, первый вход элемента 13 сравне"ния через усилитель 1 б подсоединен квыходам второй группы 5,1-5 11 сегнетопьезоэлектрических трансформаторов.Выход элемента 13 сравнения присоединен к суммирующему входу счетчика 1,единичному входу второго триггера 17управления, первому входу второгоэлемента И 18, выход которого подключен к нулевому входу первого триггера 19 управления, выход которогг сое"динен с первым входом первого элемента И 20, а его второй вход соединен с выходом генератора 21 импульсов напряжения. К выходу элемента 13сравнения присоединен также первыйвход первого элемента ИЛИ 22, второйвход которого связан с шиной 23 запуска. Входы 24 являются входами подключения напряжения поляризации, Устройство содержит также второй элемент ИЛИ 25. Сегнетопьезоэлектрические трансформаторы второй группы51-511 используются для установки напряжений соответствующих ординатамузловых точек нелинейной зависимости,аппроксимированной кусочно-линейнымметодом. С помощью трансформаторовпервой группы 4 1-41 воспроизводятсялинейные отрезки ломаной линии. Какординаты, так крутизна линейных отрезков определяются коэффициентомпервдачи по напряжению соответствующихсегнетопьезоэлектрических трансФорматоров устанавливаемых напряжением поляризации, прилагаемым к вхо-,.5 9572 дам 24 и общим точкам при настройке устройства для воспроизведения функции.формирователь 11 предназначен для преобразования выходных импульсов напряжения сегнетопьезоэлектрических 5 трансформаторов в постоянное напряжение на уровне амплитуды и усиления ихустройство для генерации функций О работает следующим образом.Начало воспроизведения функции аппроксимированной кусочно-линейным методом совпадает с поступлением на вход 23 импульса запуска, под действием которого конденсаторы формирователя 11 и интегратора 12 мгновенно разряжаются до нуля, триггер 17 устанавливается в нулевое положение, триггер 19 - в единичное, а счет- р чик 1 обнуляется, Вследствие этого импульсы с генератора импульсов че-. рез элемент И 20, дешифратор 2 поступают на входы сегнетопьезоэлектрических трансформаторов 4 и 5. Им- з пульсы, пропорциональные значению функции в исходном состоянии, образуются на выходе трансформатора 5, усиливаются усилителем 16 и поступают на первый вход схемы 13 сравнения. Одновременно с этим импульсы с выхода трансформатора 4 поступают на формирователь 11, усиливаются, преобразуются в постоянное напряжение, которое далее при помощи интегратора 12 преобразуется в линейно изменяющееся, которое поступает на второй вход схемы 13 сравнения и в момент равенства его сигналу, поступающему на первый вход схемы сравнения, на ее выходе появляется импульс, который устанавливает триггер 17 в единичное положение, разрешая поступление напряжения на выход 15 устройства для генерирования функций, Кро 43 ме того, этот же импульс, пройдя через элемент ИЛИ 22, разряжает до ,нулевого значения конденсатор форми рователя 11, а также записывает единицу е счетчик 1. В работу включаются сегнетопьезоэлектрические трансформаторы 4 и 5 2 и начинается воспроизведение первого линейного отрезка. В момент, когда линейно изменяющееся напряжение интегратора 12 станет равным амплитуде импульса напряжения, соответствующего ординате первой уз" ловой точки, элемент 13 сравнения опять срабатывает и на его выходе по 30 6явится второй импульс, который подтвердит единичное положение триггера17, установит формирователь 11 в исходное состояние, а содержимое счетчика 1 увеличит на единицу. В дальнейшем процесс генерирования протекает аналогично предыдущему случаю.В результате воспроизведения функциинаступит момент, когда вследствие поступления 0 импульсов на суммирующийвход счетчика 1, в последнем в единиц"ное состояние установится триггерсамого старшего разряда, а поскольку его выход подсоединен к второмувходу элемента И 18, установит триггер 19 в нулевое положение, прекращаяпоступление импульсов на входы сегнетопьезоэлектрических трансформаторов, Этот же импульс установит триггер 17 в нулевое положение, аналоговый ключ закроется, и напряжениена выходе 15 будет отсутствовать.На этом моделирование функции заканчивается. Для повторного воспроизведения функции необходимо на вход 23подать импульс управления. Управление крутизной линейных отрезков спомощью трансформаторов 4-4 1 обеспечивает воспроизведение функций снеравномерным квантованием аргументапри аппроксимации и, таким образом,с меньшей погрешностью выполнить моделирование функции, Одновременно сэтим повышение точности воспроизведения способствует использованию в схеме интегратора 12, который не чувствителен к отклонениям выходного сигнала формирователя 11 от постоянногоуровня вследствие разряда его конденсаторов между импульсами, поступающими на его вход,Технико-экономический эффект заключается в том, что использование в предлагаемом устройстве для генерирования функций первого и второго триггеров управления, интегратора, ключа, первого и второго элементов ИЛИ, первого и второго элементов И и схемы сравйения позволяет обеспечить моделирование функций с неравномерным квантованием их при аппроксимации. Это позволяет более точно воспроизводить функции, Кроме того, точность повышается вследствие совпадения линейных отрезков ломаной линии и выходного сигнала интегратора. Преимуществом данного устройства является также то, что все его схемныеэлементы выполнены в интегральномисполнении.Формула изобретения 5Устройство для генерирования функций, содержащее генератор импульсов, дешифратор, две группы сегнетопьезоэлектрических трансформаторов, усилитель, Формирователь постоянного уровня и счетчик, к первому выходу кото, рого подключен сигнальный вход дешифратора, к выходам которого через разделительные конденсаторы подключе нц сегнетопьезоэлектрические трансформаторы первой и второй группы, выходы первой группы которых подсоединены к входу усилителя, а второй группы - к первому формирователю по стоянного уровня, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены первый и второй триггеры управления, интегратор, ключ, первый и второй эле- И менты ИЛИ, первый и второй элементы И и схема сравнения, первый вход которой подсоединен к выходу усилителя, второй вход схемы сравнения соединен с выходом интегратора и сигнальным ,30 входом ключа, выход которого является. выходом устройства, а выход схемы сравнения подключен к суммирующему входу счетчика, к первому входу первого элемента И, второй вход которогоз подсоединен к выходу переполнения счетчика, а выход первого элемента Иподключен к второму входу второгоэлемента ИЛИ, к нулевому входу первого триггера управления, единичныйвыход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй входкоторого соединен с выходом генератора импульсов, а выход подсоединен кстробирующему входу дешифратора, выход схемы сравнения подключен к единичному входу второго триггера управления и к первому входу первогоэлемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу Формирователя постоянного уровня, который своим выходом соединен с первым входом интегратора, второй вход первого элемен"та ИЛИ, второй вход интегратора, установочный вход счетчика, единичныйвход первого триггера управления ипеовый вход второго элемента ИЛИ соединены с шиной запуска устройства,выход второго элемента ИЛИ соединенс нулевым входом второго триггера управления, единичный выход.которогоподсоединен к управляющему входуключа,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР У 389520, кл. С 06 О 7/26, 1973.2. Авторское свидетельство СССР П 525122, кп. 6 06 О 7/26, 1977 (прототип),957230 Составитель Ю. ПетренкоТехред И,Рейвесю орректор М. Демчик едактор С. Тараненко з бб 01/ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул ктн Тираж 731 Подпи сноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открцтий13035, Москва, 3-35, Рауаская наб., д, М/5