Функциональный генератор

(191 И51)4 С 06 01 2"ЧТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ ж" ДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗ(56) Авторское свидетельство СССР1191904, кл. С 06 Г 1/02, 1984.Авторское свидетельство СССР732912, кл. 0 06 Р 1/02, 1977. (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЬЙ ГЕНЕРАТОР (57) Изобретение относится к област вычислительной техники и может быть использовано для генерации функциональных зависимостей. Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей за счет воэмоности генерирования функциональныхзависимостей на заданном диапазонеизменения аргумента. Генератор содержит регистр частоты, счетчик-дели"тель, управляемый генератор импульсов, делитель частоты на два, элементы И, элементы ИЛИ, элемент НЕ, реверсивный счетчик, схемы сравнения,триггеры знака, крутизны, горизонтального участка, режима, разрешения выдачи результата, регистры начальногои конечного значений, элементы И-ИЛИгруппы, 1 ил.141001Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для генерации функциональных зависимостей.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет возможности генерирования функциональных зависимостей на заданном ,интервале изменения аргумента. 10На чертеже изображейа функциональная схема генератора.Генератор содержит регистр 1 час-тоты счетчик-делитель 2, управляе,мый генератор 3 импульсов, делитель4 частоты на два, элементы И 5 и б, элемент ИЛИ 7, элемент НЕ 8, элемент ИЛИ 9, элементы И 10 - 12, реверсив, ный счетчик 13, схемы 14 - 17 сравне" ния, триггеры знака 18, крутизны 19,горизонтального участка 20, режима21, элемент ИЛИ 22, регистр 23 началь-ного значения, схему 24 сравнения, регистр 25 конечного значения, схему 2 б сравнения, триггер 27 разрешения 25 выдачи результата, элементы И-ИЛИ 28 группы, элементы ИЛИ 29, элементы И 30 и 31, информационный вход 32 генератора, выход 33 генератора.Управление функциональным генератором осуществляется в следующей последовательности.1 . Кнопкой "Сброс" схема приводится в исходное состояние (сигналСброс ) р352. Переключателем режима задаетсявид формирования кода; синусоидальноизменяющегося напряжения (сигнал зхп),; линейно:изменяющегося напряжения (сигнал "ЛИН").403. Кнопкой "ЗП" (т.е. по сигналу "ЗП") по входу 32 вводится соответствующий код (набранный на клавиатуре): для режима зхп - код частоты огибающей; для режима "ЛИН" - код скорости изменения.4. Кнопкой "ЗП,НАЧ,ЗНАЧ" по входу 32 вводится соответствующий код. для режима з 1 п - код начального значения и знак; для режима "ЛИН" - код на 50 чального значения и знак, При формировании синусоидального напряжения с начальным углом, равным 0 , код начального значения не вводится.5, Кнопкой "ЗП.КОИ,ЗНАЧ" по входу 32 вводится код конечного значения, набранный на клавиатуре, а так:. же переключателем устанавливается разрешение сравнения конечного значе 1 гния (сигнал "РАЗР.СРАВН.КОН"), Принепрерывном формировании функцийкод конечного значения и разрешениесравнения не вводятся,6. Кнопкой "Пуск" дается разрешение на начало формирования функций.Сигнал "Пуск" формируется по импульсу "Имп.пуск" на триггере (не показан), В качестве клавиатуры, с которой вводятся данные, можно использовать набор кнопок с преобразованиемдесятичного кода в двоичный и записью, его в регистр памяти.Функциональный генератор работаетследующим образом.Рассмотрим формирование кодов синусоидального напряжения с начальнымуглом, равным Оо.После приведения схемы в исходноесостояние (по цепи "Сброс" ) последовательно заносится вся необходимаяинформация: в регистр 1 частоты заносится код частоты огибающей синусоидального напряжения (сигналом начальной установки ЗП); в регистр 23 на- .чального значения и в триггер 18 знака по установочному входу (черезэлемент И 31) заносится код начального значения и знак или фаза генерируемой функции (сигналом "ЗП,НАЧ,ЗНАЧ"),Счетчик-делитель 2 находится в ис"ходном,состоянии в режиме параллельной записи по информационным входам,так как при отсутствии команды"Пуск" через элементы НЕ 8 и ИЛИ 9 пос,тупает разрешение на его вход параллельной записи. Таким образом, допоявления команды "Пуск" в счетчикеделителе 2 записан код частоты огибающей синусоидального напряжения.По команде "Пуск" с выхода генерато.ра 3 через элементы И 5 и ИЛИ 7 навход С счетчика-делителя 2 поступаютимпульсы с частотой, обеспечивающейкрутизну 1-го участка аппроксимации.При этом счетчик-делитель 2 перехо"дит в счетный вычитающий режим, таккак с его входа записи по команде"Пуск" снимается сигнал, разрешающийпараллельную запись. При вычитаниидо нуля на выходе переноса счетчикаделителя 2 появляется импульс, который через второй вход схемы ИЛИ 9поступает на вход счетчика-делителя 2, вновь записывая в .нем код регист ра 1 частоты. Таким образом, на выхопе СВ счетчика-делителя 2 частота45 3 141001импульсов зависит от заданной час"тоты.Одновременно по команде "Пуск" навыходе схемы 24 сравнения появляется5сигнал равенства начального и текущего значений, который устанавливаеттриггер 27 в единичное состояние,разрешающее прохождение кода с реверсивного счетчика 13 через выходные .элементы И-ИЛИ 28 на выход.Триггер 21 режима, находясь в нулевом состоянии (по цепи "Сброс" че"рез элемент ИЛИ 22), разрешает прохождение импульсов со счетчика-делителя 2 через элемент И 10 на счетныйвход прибавления единицы реверсивного счетчика 13, обеспечивая в немрежим сложения. Таким образом, припоступлении на вход реверсивного 20счетчика 13 импульсов заданной частоты на его выходе формируются кодылинейно нарастающего напряжения (1-йучасток аппроксимации), которые через выходные элементы И-ИЛИ 28 поступают на выход функционального гене"ратора,В момент накопления в реверсивномсчетчике 13 кода, равного эталонномукоду схемы 14 сравнения (эталонный ЗОкод 2), на выходе последней появляется сигнал, который переводит триггер19 крутизны по входу С в единичноесостояние, запрещающее прохождение,крутизну 2-го участка аппроксимации,В момент накопления в реверсивномсчетчике 13 кода, равного эталонномукоду схемы 15 сравнения (эталонныйкод 3), на выходе последней появляет-я сигнал, который переводит триггергоризонтального участка 20 по входуС в единичное состояние, запрещающеес нулевого выхода прохождение кодовреверсивного счетчика 13 через эле-"менты И"ИЛИ 28 и одновременно уста".навливающее с единичного выхода навыходах элементов И-ИЛИ 28 код, со".ответствующий горизонтальному участку аппроксимации.В момент накопления в реверсивномсчетчике 13 кода, равного эталонному 4коду схемы 16 сравнения (эталонный код 4), на выходе последней появляет" ся сигнал, который через элемент ИЛИ 29 переводит триггер 21 режима в единичное состояние, запрещающее с нулевого выхода прохождение импульсов со счетчика-делителя 2 через элемент И 1 О на вход прибавления единицы реверсивного счетчика 13 и разрешающее с единичного выхода прохождение импульсов со счетчика"делителя 2 через элемент И 11 на вход вычитания единицы реверсивного счетчика 13, обеспе" чивая в нем режим вычитания, Процесс продолжается в обратном направлении,.После прохождения реверсивным счетчиком 13 т.3 по сигналу схемы 15 сравнения возвращается в исходное состояние (нулевое) по входу С триггер 20 горизонтального участка, который снова разрешает прохождение кода с реверсивного счетчика 13 через выходные элементы И-ИЛИ 28 на выход. После прохождения т.2 по сигналу схемы 14 сравнения возвращается в исходное (нулевое) состояние по входу С триггер 19 крутизны, запрещающий прохождение импульсов с делителя 4 через элемент И 6 и разрешающий прохождение импульсов с генератора 3 через элемент И 5, обеспечивая крутизну 5-го участка аппроксимации.При достижении реверсивным счетчиком 13 кода, равного эталонному коду схемы 17 сравнения (эталонный код 1), на выходе последней появляется сигнал перехода через ц 0", который через элемент ИЛИ 22 переводит триггер 21 режима в нулевое состояние, запрещающее прохождение импульсов со счетчика-делителя 2 через элемент И 11 и разрешающее их прохождение через элемент И 10, обеспечивая в ре версивном счетчике 13 режим сложения. Одновременно по сигналу схемы 17 сравнения переводится в противоположное состояние по входу С триггер 18 знака, выход которого является выходом знакового разряда функционального генератора.Дальнейшая работа функционально-, го генератора повторяется. По окончании формирования кода синусоидального напряжения, соответствующего одному периоду, по сигналу схемы 17 сравнения триггер 18 знака по входу С возвращается в исходноесостояние, и дальнейшая работа сноваповторяется.Рассмотрено Формирование кодовсинусоидального напряжения с О . Вслучае, если нужен наыльный уголОтличный От ИУЛЯр тс коД этого УГЛЯпосле приведения схемы н исходноесостояние заносится по входу 32 .и;налом начальной установк:.; "ЗПрЗБАЧ,НАЧ н регистр 23 наальнсго зн -:ания. При этом по команде "Пуск" схема 24 сравнения не срабатывает этриггер 27 находится н нулевом состоянии эядрещяюшеь прок 1;,ррер,р р 1РевеРсинного счетчика 1-, =:,ел,".зР,-,Гро:". -ные элементы И-ИЛИ 28 на нха.;,При достижении реверсвны,".четчи .ком. 13 када, равного коду регис"р.23 начальнсго значения., рабаты-гсхема 2 ч .сравнения, котс;.ая переэсдит триггер 27 в единично сосгоян,;.:.разрешающее прохождение када рев"-р -сивного счетчика 13 через ныхсцныеэлементы И"ИЛИ 28 чя выход,В случае, если нужно выдавать коды синусоидального напряжения не неррерывно, а заюнчить на каком-то Ог,"ределенном угле, то на схему 26 сраннения подается разрешение сравнения,а код этого угла заносится после при -ведения схемы н исходное состояние,2"(налом "ЗП,КОН.ЗБАЧ) При достьжении реверсивным счетчиком 13 кспа.(эРЯВНОГО КОДЪ РЕГИТРЯ ., КОНЕ разор Означения, срабатывает схема 26 сравнения, которая запрещает работу Генератора 3.Формирование кодов линейно изменя:,щегося напряжения происходит следую"щим образом,После приведения схеьы н нсхогнсесостояние по цел". СбрссИсследоБЯтельно заносится вся несбходц.ЗяННФормация: н регистр 1 частоты заксрсится код скОрости изменения линейноизменяющегося напряжения снгналс.;и о,ЗПн ренер-Гнчый р-йцик 13 "ррэлемент-И 12:н регистр 23 напальйо- д"го значения, н триггер 18 знака через элемент И 31) заносится код н:-;- чального значения и знак сигналом"ЗП,НАЧ,ЗИА 1", ;рег;-с -значения 25 заносятся код кс.;:.Яч:.-:Огозиачения и его знак (снгнглсм "ЗП,1 ОИ.ЗНАК")Схема 6 сравнения построенис т,:.ким образом, что кроме нь:дачи сиги: яа равенства входньг кодов, на ее втором выходе имеется сигнал, указывающий, какой из кодов больше или меньше с учетом знаковых разрядов.Данный сигнал является признаком возрастания или убывания Функции,При Одинаковых знаковых разрядах и меньшем по величине коде начального значения на втором выходе схемы 26 сранн 1. Ния будет ЛОГ р О приз нЯк воз растакщеМ Функции. В остальных слу" чаях ча втором выходе схемы 26 сравнения появится "Лог.1" - признак убынагцей Функции, который по команде "Пуск" сигналом-"Имп.пуск" через эле. - менты И 3 О и ИЛИ 29 переводит триг" Гер 21 режима в единичное состояние, Обеспечивая в реверсивном счетчике 13 режим вычитания.Таким образом, н зависимости ст записанных кодов начального и конечного значений реверсинный счетчик 13 по команде "Пуск" начинает работать н режиме сложения или вычитания, Формируя на выходе коды линейно изменяющейся Функции. Так как в реверсивном счетчике 13 и в регистре 23 начальноГо значения ЭЯписйн Оцин кОДр то по команде "Пуск" срабатывает схема 24 сравнения, переводя триггер 27 в единичное положение, разрешающее прохож.ф девке кода реверсивчого счетчике 13 через элементы И-ИЛИ 28 на выхоц.При переходе реверсивного счетчика 13 через "О" (Т.1) срабатывает схема. 17 сраннения, переводя триггер 18 знака по входу С н противоположное состоя ние и через элемент ИЛИ 22 триггер 21 режима по входу В в нулевое состояние, осуществляя реверс в реверсивном счетчике 13 рПри достижении в реверсивном счетчике 13 кода, равного коду, записанному н регистр 25 конечного значения, срабатывает схема 26 сравнения, эап" . рещая но 1-му выходу работу генератора 3.Если запретить дейстние схемы 26 сравнения (снятием сигнала "РАЗР.СРАВНКОН"), то получим генератор непрерывной линейно изменяющейся Функции.Формула изобретения.Функциональный генератор, содержащий реверсивный счетчик управляемьгй Генератор импульсов и три схемы срав"нения, причем выход реверсивного счетчика подключен к первым информационным входам первой и второй схем сравнения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возмож" ности генерирования функциональных зависимостей на заданном интеРвале изменения аргумента, в него введены регистр частоты, счетчик-делитель, делитель частоты на два, семь элементов И, четыре элемента ИЛИ, элемент , НЕ, три схемы сравнения, триггер знака, триггер крутизны, триггер гори" зонтального участка, триггер режима, регистр начального значения, регистр конечного значения, триггер разреше-.ния выдачи результата, группа элементов И-ИЛИ, причем выход реверсивного счетчика подключен к первым информационным входам схем сравнения . с третьей по шестую и к первым входам первой группы элементов И-ИЛИ группы, разряды информационного входа генератора подключены к информационному входу регистра частоты, информационному входу счетчика-делителя, разря- ды с первого по п-й (и - количество информационных разрядов) информационных входов регистров начального и конечного значений, (с+1)-е разряды информационных входов которых подключе" ны к знаковому разряду информационного входа генератора и соединены с первым входом первого элемента Ивыход которого подключен к входу уста" ковки в "1" триггера знака, вход которого подключен к (и+1)-м разрядам первых информационных входов третьей и пятой схем сравнения, выходы которых подключены соответственно к входу установки в "1" триггера разрешения выдачи результата и к управляющему входу управляемого генератора импульсов, выход которого подключен к первому входу второго элемента И и к входу делителя частоты на два, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, вход пуска генератора подключен к вторым входам второго и третьего элементов И, входу разрешения сравнения третьей схемы сравнения и через элемент НЕ к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу записи счетчика-делителя, выход переноса ко" торого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и к первым входам101520253035 40 4550 схемы сравнения подключен к синхро" входу триггера знака и второму входу второго элемента ИЛИ, входы эапц" си начального значения и записи ко" нечного значения генератора подключены к синхровходам регистров соотчетвертого и пятого элементов И, выходы которых подключены соответственно к входам прибавления единицы и вычитания единицы реверсивного счетчи".ка, вход записи которого подключен квыходу шестого элемента И, вход сбро" са генератора подключен к входам установки в "О" реверсивного счетчика,. счетчика-делителя, регистра частоты,триггера горизонтального участка, триггера разрешения выдачи результата, триггера крутизны, триггера знака, регистров начального и конечного значений и к первому входу второго элемента ИЛИ, .выход которого подклю" чен к входу установки в."О" триггерарежима, прямой и инверсный выходы которого подключены соответственно квторым входам пятого и четвертогоэлементов И, выход третьего элементаИЛИ подключен к входу установки в"1" триггера режима, выход триггера разрешения выдачи результата подключен к вторым входам первой группыэлементов И"ИЛИ группы,. элементов И-ИЛИ группы, выход первой схемы сравнения подключен к синхровходу триггера горизонтального участка, прямой и инверсный выходы которого. подключены соответственно к третьему входу первой группы и к первому входу второй группы и-го элемента И-ИЛИ группы, выход которого подключен к п-му разряду выхода генератора, выход триггера знака подключен к (и+1)-му разряду выхода генератора, выходы второй и четвертой схем срав" нения подключены соответственно к первому входу третьего элемента ИЛИ и к синхровходу триггера крутизны, прямой и инверсный выходы которого подключены соответственно к третьим входам третьего и второго элемента И, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам четвертого элемента ИЛИ, выходкоторого подключен к счетному входу счетчика-делителя, информационный вход которого подключен к выходу регистра частоты, синхровход которого подключен к входу записи значениячастоты генератора, выход шестойСоставитель М.Силин Техред Л.Сердюкова Корректор М.Пожо Редактор Е,Копча Заказ 3480/44 Подписное Тираж 704 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ; вПроектная, 4 9ветственно начального и конечного значений, выходы которых подключены соответственно к вторым информационным входам третьей и пятой схем сравнения, вход разрешения сравнения и выход "Больше-меньше" пятой схемы сравнения подключены соответственно к входу разрешения сравнения конечного значения генератора и к первому, входу седьмого элемента И, второй, третий входы и выход которого подключены соответственно к входу импульса пуска генератора, входу режима генерации линейной функции генератора и к второму входу третьего элемента ИЛИ,10011 1 Овходы записи начального значения ирежима генерации линейной функции ге- .нератора подключены соответственнок первому и второму элементу И, вход Брежима генерации синусоидальной функ"ции генератора подключен к входамразрешения сравнения первой и четвер"той схем, сравнения, вторые информа"ционные входы шестой, четвертой,первой и второй схем сравнения подключены к входам кодов нулевого значения, точки изменения крутизны,точки перехода к горизонтальному участку и точки перегиба генератора.