Функциональный генератор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 51)4 С 06 С 7/26 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР У 926679, кл. С 06 С 7/26, 1980,Авторское свидетельство СССР 9 1341657, кл, С 06 С 7/26, 1986. (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР (57) Изобретение относится к автома-. тике и вычислительной технике. Цель изобретения - повышение быстродействия. Функциональный генератор содержит интегратор 1, релейный элемент 2, преобразователь 3 треугольного напряжения в синусоидальное, два цифроаналоговых преобразователя 4 и,сО 1472924 А 1 5, формирователь 6 импульсов, интерфейс 7 ввода-вывода, ждущий мульти- вибратор 8, элемент ИЛИ 9, два кольцевых счетчика 10 и 13, две группы элементов ИЛИ 11 и 14, три оперативных запоминающих устройства 12,. 15 и 17, генератор синхроимпульсов 18, третий счетчик 19, блок 20 обработки данных, постоянное запоминающее устройство 21 и блок 22 задания параметров функции. Принцип действия генератора основан на воспроизведении сигналов прямоугольной, треугольной, синусоидальной и произвольной формы с неравномерным разбиением на участки аппроксимации. Повышение быстродействия обеспечивается за счет параллельного преобразования информации при переходе от одного участка функции к другому. 5 ил.2 О35 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в приборостроении,радиоэлектронике, в автоматизированных измерительных системах (АИС), автоматизированных системах контроля(АСК), автоматизированных испытательных установках,Цель изобретения - повышение быстродействия за счет параллельногопреобразования информации в схемахжесткой логики,На фиг,1 приведена структурнаясхема функционального генератора;на 15фиг,2 - временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг,З и 4 - алгоритмы функционирования блока обработки данных; на фиг.5 " возможныйвариант выполнения кольцевых счетчиков.Функциональный генератор содержитинтегратор 1, релейный элемент 2,преобразователь 3 треугольного напряжения в синусоидальное, первый 4,второй 5 цифроаналоговые преобразователи, формирователь 6 импульсов, интерфейс 7 ввода-вывода, ждущий мультивибратор 8, элемент 9 ИЛИ, первыйкольцевой счетчик 10, первую группу3011 элементов ИЛИ, первое оперативноезапоминающее устройство (ОЗУ) 12,второй кольцевой счетчик 13, вторуюгруппу 14 элементов ИЛИ, второе ОЗУ15, дешифратор 16 нуля, третье ОЗУ17, генератор 18 синхроимпульсов,третий счетчик 19, блок 20.обработкиданных, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 21, блок 22 задания параметров функции.40Кроме того, на фиг,1 приняты следующие обозначения: 23 - адресная шина, 24 - шина данных, 25 - шина управления, 26 - выход сигнала треуголь.ной или произвольной формы, 27 - выход еигнала синусоидальной формы,28 - выход сигнала прямоугольной формы,Кольцевые счетчики 10 и 13 могутбыть выполнены, например, на регистре 29, реверсивном счетчике 30, элементе ИЛИ 31 и схеме 32 управления,включающей в себя элементы ИЛИ и ИЛИНЕ, причем элемент ИЛИ-НЕ подключенвыходом к входу разрешения записи ре гистра 29, первым входом - к стробирующему входу кольцевого счетчика, авторым входом - к первому входу управления установкой кода кольцевогорегистра и первому входу элементаИЛИ управления, второй вход которогоявляется вторым входом управления установкой кода кольцевого счетчика, авыход подключен к первому входу элемента ИЛИ 31, выход которого соединенс входом управления начальной установкой реверсивного счетчика 30(фиг.5).Функциональный генератор работаетследующим образом,После включения генератора по программе, записанной в устройстве 21,блок 20 устанавливает (см.фиг,З) навтором разряде интерфейса 7 уровеньлогической единицы д =1, чем запрещается срабатывание дешифратора 16и работа счетчика 19. Одновременно вячейку устройства 15, адрес которойустановлен через группу 11 элементовИЛИ, записывается числоЫ, =(0,70 ),вкотором равны нулю старшие разряды,формирующие число, которое поступаетна преобразователь 5 и образует напряжение БЗ на входе интегратораПосле этого производится вторичнаяобработка исходных даннь 1 х о вьрсодномсигнале, которые сохранились в памя-;ти устройства 12 после предыдушеговключения или ввода. Эти исходныеданные представляют собой набор значений абсцисс и ординат линейно-ломаной аппроксимации сигнала Х,У,ХУ ХУ, где Х,=О, У=У, В -количество точек излома, Кроме того,массив исходных данных содержит значения периода повторения сигнала Ти максимальный размах сигнала Е. Если сигнал должен иметь синусоидальную форму, а 70 - его начальное значения, то Х =1, 7=М, Х=2, 7,1= -М,3-3, Уз о, где М - максимальноепо модулю значение 7. Если периодповторения сигнала должен превышатьвремя воспроизведения его ординат,то последним участком линейно-лома"ной аппроксимации указывается участок паузы между окончанием предыдущего и началом следующего циклов вос"произведения. Далее с помощью блока20 на этапе вторичной обработки вычисляются (см.фиг.Зб) значения кру-.тизны на каждом участкеУ - 711 Е8= - в в- 1=1 2 БХ -ХТи порога срабатывания элемента 21;= У; - Б 17,где ь - время аппаратной задержкимежду фронтом импульса срабатыванияэлемента 2 и моментом смены значений крутизны и порога на входах интегратора 1 и элемента 2.Из значений Б; и 1 . формируетсячисло о(, =(Б 1;), старшие разря Оды которого представляют Б а младшие 1Далее числа с; =(Б 1.) записываются в последовательные ячейки памяти устройства 15, 15Если очередная крутизна Я, оказывается нулевой, то производится подсчет общего количества таких участков 1=1,2,п, в устройство 15 записывается число ; =(О, 1,), а в 2 Оочередную ячейку устройства 17 записывается значение длительности этогоучастка ,=(Х;, -Х,)Т. В счетчики 10и 13 записываются числа И и и соот-.ветственно, 25Если выходной сигнал должен иметьсинусоидальную, треугольную или прямоугольную форму с начальным значением У то принимается Я,=2 МЕ/Т; 1-М БЯ - ЯТ:-1 1:.У -Б лЗОИ=З, п=О.Если начальное значение У, совпадает с амплитудным значением У,= + М,то количество участков аппроксимациисокращается до двух Б,=2 МЕ/Т; 1.,=- +М Я лБ - Б1 - 1 - +М+Б1 2 1 2 1 1 10=2, п=О,Для установки требуемого начального значения У на выходе интегратора1 блок 20 записывает в две соседние 4 Оячейки устройства 15, включая ячейку Ы, адрессованную через группу11 элементов ИЛИ, число (О, У,) ианализирует взаимное расположение фактического напряжения на интеграторе 450 (см,фиг,2) и требуемого У , Если1(вна младшем разряде /,интерфейса 7элементом 2 установлена логическаяединица, то УУ, и для уменьшения значения П надо подать отрица 1тельную крутизну -Б . Если же наэтом разряде логический нуль, то следует подать положительную крутизнуЯ . Далее в эту же ячейку д, устройМства 15 переписывается число (тЯ,1,), 55где Б- максимальная по модулю крутизна. По достижении напряжением П,порога 1релейный элемент 2 срабатывает, при появлении переднего фронта его импульса через формирователь6 и элемент 9 происходит изменениена единицу числа, записанного в счетчик 10, и подключение к преобразователям 4 и 5 следующей ячейки памятиЫ в которой было записано число(О, У,). Теперь генератор готов к работе.После обнаружения сигнала "Пуск"от блока 7 блок 20 посылает на второй разряд интерфейса 7 сигнал логического нуля, чем разрешается работадешифратора 16. Одновременно производится установка счетчика 10 в состояние, обеспечивающее подключениек преобразователям 4 и 5 первой ячейки массивав которой записано число (Я, 1,).В момент времени 1, - 7, (см.фиг,2)напряжениевыходного сигнала интегратора 1 достигает значения 1 и1срабатывает элемент 2,По любому из фронтов выходногосигнала Уэлемента 2 формирователь6 создает короткий положительныйимпульс (см. Пна фиг.2), которыйчерез элемент 9приводит к изменению на единицу числа в счетчике 1 О,задающего следующий адрес в устройстве 15, что приводит к переключениюкрутизны напряжения У, интегратора ик установке следующего порога в элементе 2,В момент 1, установки новой крутизны напряжения У, достигает требуемого значения УЕсли очередная крутизна имеет тотже знак, что и предыдущая (точка Сна фиг,2), то выходное напряжениеэлемента 2 имеет форму импульса длительностьюмультивибратор 8 перебрасывается по его переднему фронту и запрещает на время ,прохождение на счетный вход счетчика 10импульса, соответствующего заднемуфронту упомянутого импульса элемента 2.Если в очередном числе всестаршие разряды нулевые, т.е. Б; О,то устанавливается (см, точку йнафиг.2) значение следующего порога1; на выходе дешифратора 6 кулявозникает напряжение У логическойединицы, что приводит к уменьшениюна единицу содержимого счетчика 13 ик записи в счетчик 19 из устройства72924 40 5 1417 числа 1 пропорционального т 11 ебуемой длительности участка с нулевой крутизной. Одновременно в счетчике 19 разрешается счет импульсов, поступающих от генератора 18. Импульсокончания счета (см. точкунафиг.2) с выхода счетчика 19 черезэлемент 9 ИЛИ и мультивибратор 8 изменяет на единицу число в счетчике10, в результате чего на входах преобразователей 4 и 5 появляются числа8 и 1; генератор переходит кформированию следующего участка выходного сигнала. На выходе дешифратора 16 устанавливается напряжениелогического нуля, что приводит к изменению на единицу счетчика 13, кзаписи в счетчик 19 содержимого следующей ячейки ОЗУ 17 и к запрещениюсчета в счетчике 19.Поскольку счетчики 10 и 13 выполнены по кольцевой схеме, заданный выходной сигнал автоматически повторяется,При обнаружении сигнала "Стоп" .блок 20 запрещает работу дешифратора1 б установкой в интерфейсе 7 разрядад=1 и сбрасывает в нуль входное напряжение Б интегратора установкойчисла , (О, У ) на устройстве 12,После этого блок 20 ожидает появления сигнала "Пуск или Ввод.Таким образом, в схеме фиг,1 можно получать симметричные сигналы треугольной формы (выход 2 б), прямоуголь.ной (выход 28) и синусоидальной (выход 27)Изменив настройку преобразователя3, на выходе 27 можно получить повторяющиеся сигналы, форма которых,определяется упомянутой настройкой, т.е.отлична от синусоидальной формы.формула изобретения 5 10 15 20 25 30 генератора, генератор синхроимпульсов, соединенный выходом с синхронизирующим входом блока обработкиданных, подключенного адресными выходами к адресной шине генератора,входами-выходами данных - к шинеданных генератора, а управляющим выходом - к шине управления генератора,постоянное запоминающее устройство,первое оперативное запоминающее устройство и интерфейс ввода-вывода,соединенные адресными входами, вхо"дами-выходами данных и управляющимивходами с адресной шиной, шиной данных и шиной управления генератора со"ответственно, блок задания параметров функций, подключенный входамивыходами к старшим разрядам входоввыходов интерфейса ввода-вывода, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения быстродействия, внего дополнительно введены формирователь импульсов, ждущий мультивибратор, элемент ИЛИ, первый и второй кольцевые счетчики, третий счетчик, первая и вторая группы элементов ИЛИ, второе и третье оперативныезапоминающие устройства и дешифраторнуля, причем выход релейного элементасоединен с входами первого младшегоразряда интерфейса ввода-вывода иформирователя импульсов, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, соединенного вторым входом с выходом обнуления третьегосчетчика, а выходом - с входом ждущего мультивибратора, подключенного выходом к счетному входу первого кольцевого счетчика, соединенного выходами разрядов с первыми входами элементов ИЛИ первой группы, подключенных вторыми входами к адресной шинегенератора, а выходами - к адресным45 50 55 Функциональный генератор, содержащий два цифроаналоговых преобразователя, выход первого из которых соединен с управляющим входом релейного элемента, выход которого является выходом сигнала прямоугольной формы генератора, интегратор, выход которого является выходом сигнала треугольной формы генератора и подключен к информационному входу релейного элемента и входу преобразователя треугольного напряжения в синусо- . идальнсе, выход которого является выходом сигнала синусоидальной формы входам второго оперативного запоминающего устройства, соединенного выходами первой группы разрядов с циф- .ровыми входами первого цифроаналогового преобразователя, а выходами второй группы разрядов - с цифровымивходами второго цифроаналогового преобразователя и информационными входами дешифратора нуля, подключенногозапрещающим входом к выходу второго младшего разряда интерфейса ввода-вывода, а выходом - к счетному входувторого кольцевого счетчика и входууправления установкой кода третьегосчетчика, соединенного счетнымвхо 1472924дом с выходом генератора синхроимпульсов, а установочным входом - свыходом третьего оперативного запоминающего устройства, подключенногоадресными входами к выходам элементов ИЛИ второй группы, соединенныхпервыми входами с выходами разрядоввторого кольцевого счетчика, а вторыми входами - с адресной шиной генератора, причем первый и второй кольцевые счетчики подключены установочными входами к шине данных генератора, стробирующими входами " к адресной шине генератора, а входами управления установкой кода - к шине управления генератора, а информационныеи управляющие входы второго и третьего оперативных запоминающих устройствсоединены с шиной данных и шиной управления генератора соответственно.1472924 Составитель С.Казиноведактор Н.Киштулинец Техред Л.Олийнык Корректор Н,Коро Подписное ри ГКНТ СС оизводственно-издательский комбинат Патент , г, Ужгород, ул. Гагарина,1 1И 1Г и 101 каз 1713/49 Тираж 667 НИИПИ Государственного комитета по изобрете 113035, Москва, Ж, Раушск