Функциональный генератор

Союз Советски иСоциапнстическиаРеспублик О П И С А Н И Е905828ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Дополнительн(53)М. Кл,(22)Заявлено 23.05.80 (21 и РЙ присоелинением з23)приоритет 06 С 7/26 атосу талинки комитСССР лак изобретенийи открытий 5.02.8 лубликовано Бктлл 53) УДК 681 335Дата опубликования оп ия 15.0 шнайдер,И.Большаков, А.А.Сергеев.и дена Ленина элек отехнический инститм.В.И.Ульянова (Ленинами киивязи ни 71) Заявитель(5 ч) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕ Изобретение относится к вычислительной технике, связанной с одновременным генерированием электрических сигналов треугольной, прямоуголь ной и синусоидальной форм как в непрерывном режиме, так и в режиме внешнего запуска, и может использоваться как истоцник испытательных сигналов дри исследовании широкого класса автоматических и радиотехнических систем и их моделей, для формирования частотных кодов и различных импульсных последовательностей.Известен функциональный генератор в котором для обеспечения режима внешнего запуска используется блокирующий усилитель, управляемый с помощью логицеской схемы. Этот генератор содержит интегратор, релейный элемент, переключатель, блок управления частотой, Функциональный преобразователь, потенциометр уровня запуска"остановки, блокирующий усилитель, диод, компаратор, блок запуска, переключатель режимов работымасштабные резисторы И .Недостатком этого генератора является ограниченность рабочего диа" "пазона задания уровней запуска - ос-тановки колебаний.Наиболее близким техническим ре"шением к предложенному является ге"нератор, содержащий интегрирующее Оустройство, репейный гистерезисныйэлемент, электронный переключатель,блок управления частотой, парафазныевыходы которого соединены с электронным переключателем, функциональныйпреобразователь, подключенный к выходу интегрирующего устройства, блокирующий усилитель, ко входу которого подключены первый и второй масштабные резисторы, два последовательно включенных диода, у которых общаяточка подключена ко входу интегрирующего устройства, а крайние выводы через первый переключатель соединены с выходом блокирующего усилителя, дифференцирующая схема, выход которой ссединен со входом релейного гистереэисного элемента, а вход через второй переключатель с разнополярными источниками питания, первый потенциометр уровня запуска-остановки, включенный между разнополярными источниками питания и переключатель режимов работы. Указанный генератор предназначен для получения колебаний треугольной, прямоугольной и синусоидальной форм как в непрерывном режиме так и в режиме внешнего запуска, при котором возможна генерация отдельного импульса или ограниченного числа импульсов с заданным уровнеМ запуска-остановки колебаний 123 .Однако данный генератор не гозволяет получать участки линейно-нарастающего или линейно-убывающего напряжения между заданными уровнями запуска-остановки колебаний. Этот недостаток ограничивает возможность применения известного устройства, то в качестве источника управляющего напряжения в генераторах с линейной разверткой частоты колебанлй.Целью изобретения является расширение Функциональных возможностей за счет Формирования пилообразного напряжения между заданными уровнями запуска и остановки колебаний.Указанная цель достигается тем, что в Функциональный генератор, содержащий последовательно соединенные блок управления частотой, вход которого является входом генератора, электронный переключатель, интегратор и релейный гистереэисный элемент, выхоц которого является первым выходом генератора, Функциональный преобразователь, подключенный к выходу интегратора, являющемуся вторым выходом генератора, выход функциональ" ного преобразователя является третьим выходом генератора, блокирующий усилитель, вход которого через первый и второй масштабные резисторы соединен соответственно с выходами интегратора и переключателя режимов, два разделительных диода, первые выводы которых подключены ко входу интегратора, а вторые выводы через пер" вый переключатель соединены с выходом блокирующего усилителя, дифференцирующий элемент, вход которого через второй переключатель соединен с раз" нополярными входами питания генератора и первым потенциометром, а выход подключен ко второму входу релейного гистерезисного элемента, введены второй потенциометр, суммирующий усилитель, три переключателя, третий и четвертый масштабные резисторы и инвертор, вход которого подключен к выходу второго переключателя, а выход через третий переключатель соединен с одним из входов переключателя режимов, другой вход которого подключен к шине нулевого потенциала, пер,вый вход суммирующего усилителя соединен с выходом четвертого переклю чателя и через третий масштабный резистор - с выходом блокирующего усилителя, второй вход суммирующего усилителя подключен к выходу пятого переключателя, причем входы четвертого и пятого переключателей соединены 1 с выходами первого и второго потенциометров, второй потенциометр включен между выходом первого потенциометра и плюсовым входом питания генератора, а выход суммирующего усилителя через четвертый масштабный резистор подключен к общему выводу третьего переключателя и переключателя режимов.На фиг.1 изображена функциональная схема генератора; на Фиг,2- временнь:е диаграммы работы отдельных узлов генератора,Функциональный генератор содержит замкнутый контур из последовательно включенных интегратора 1 релейного гистерезисного элемента 2, переключателя 3, который соединен с пара" Фаэными выходами блока управления частотой ч, К выходу интегратора подключен Функциональный преобразо ватель 5. Ко входу блокирующего уси. лителя 6 подключены масштабные резисторы -9. Ко входу интегратора подсоединены разделительные диоды 10 и 11. Выход дифференцирующего элемента 12 подключен ко входу релейного гистерезисного элемента 2. Между разнополярными входами питания 13 и 14 включен первый потенциометр 15 уровня запуска-остановки, выход которого соединен с одним из выводов второго потенциометра 16 уровня запуска-остановки, Один из входов переключателя режимов 17 соединен с шиной нулевого потенциала, второй через четвертый масштабный резистор 18 соединен с выходом суммирующего усилителя 19. Ко входу дифференцирующего элемента подключен, вход инвертора 20. В состав генератора входят синхронно коммутируемые первый 21, второй 22, четвертый 23, пятый 21 переключатели, а также третий переключатель 25.Функциональный генератор работае 1 следующим образом.До включения генератора переключатель режимов 17 устанавливается в нижнее положение,цто соответствует режиму "Подготовка". Знак произвольной формируемого в дальнейшем пилообразного напряжения устанавливается переключателями 21-2 ч, причем, при нахождении этих переключателей в верхнем положении производная пило. образного сигнала отрицательная, а при нахождении в нижнем положении положительная.Работа генератора при нахождении переключателей 21-2 ч в нижнем положении.При включении генератора ко входу0дифференцирующего элемента 12 через ,переключатель 22 прикладывается на 1 пряжение положительной полярности со входа питания 11. В результате на выходе дифференцирующего элемента 12 появляется установочный импульс, подаваемый на вход релейного гистерезисного элемента 2 и устанавливающий релейный гистерезисный элемент в заданное состояние. Этому состоянию соответствует положение электронного переключателя 3 (Фиг.1).При включении генератора цереэ переключатель 23 к масштабному резистору 9 прикладывается напряжение с движка первого потенциометра 15 уровня запуска-остановки О =О, (фиг.2). Это напряжение вместе с напряжением на выходе интегратора 1 определяет потенциал на входе блокирующего усилителя 6, В случае, если напряжение О на выходе интегратора 1 в момент включения генератора превышает уровень запуска, т.е. Ь О, то , напряжение на выходе блокирующего усилителя Оь оказывается положительным, и выходное напряжение положительной полярности блокирующего усилителя открывает диод 11. В результате за время Ь (фиг.2 ) происходит формированная установка уров. ня запуска разностным током из блокирующего усилителя 6 и с выхода блока управления частотой 3. В случае, если напряжение на выходе интегратора 15820 6ниже уровня запуска (О 1(-О,5 ), то на входе блокирующего усилителя напряжение О оказывается отрицательным, диод 11 оказывается смещенным в обратном направлении, и установка уровня - О =О 5 осуществляется токомпоступающим через электронный переключатель 3 на вход интегратора 1, По достижении напряжением О уровня -О 15 в замкнутом контуре, образо-, ванном интегратором 1, блокирующим усилителем 6 и диодом 11, устанавливается динамическое равновесие, характеризующееся неизменностью потенциала - О =О =О 4 .т 5 10 15 Режим формирования одиночного пилооЬразного импульса с выхода интегратора 1 устанавливается при нахож" 20 дении переключателя 25 в нижнем положении в результате переклюцения переклюцателя режимов 17 а верхнее по.ложение. При этом к масштабному резистору 8 через переключатель 17 свыхода суммирующего усилителя 19 через резистор 10 прикладывается напряжение -О =О =-О 1, В результатенарушенное динамическое равновесиев контуре, образованном интегратором З 0 1, блокирующим усилителем 6 и диодом11, восстанавливается по достижениюнапряжением на выходе интегрирующегоУстройства 1 уровня О =-О 16.При переключении переключателей 3521-2 ч в моментв верхнее положение ко входу дифференцирующего элемента 12 церез переключатель 22 прикладывается напряжение отрицательнойполярности со входа питания 13. Ус, тановоцный импульс с выхода дифференцирующего элемента 6 устанавливаетрелейный гис 1 ерезисный элемент 2 апротивоположное положение по сравнению с первоначальным, а переключающий контакт переключателя 3 в нижнееположение. Одновременно с выходомблокирующего усилителя 6 через переклюцатель 21 подсоединяется катсцдиода 10. В моментпроисходит так.же смена напряжений, прикладыааемых 50к масштабным резисторам 8 и 9, В результате а промежутке времени от Сдонапряжение на входе блокирующего усилителя 6 положительно, Этообуславливает эапирание диода 10положительным выходным потенциаломусилителя 6, и на вход интеграторапоступает ток + через электронныйпереключатель 3 с выхода блока упр ( р ДИОДО), УСТ. )(8 ВЛИВВЕТСЯ (8л"ческое равновесие характериз:,ющееся ЛЯ (О(МИР ва 1Я ПОСЛВВОБ аТЕЬНСг."ль(г(л).ссв Лап1 лс 1 р (- )лле) ".(; - б;1.,др)о на -,г(8 пере-. )(л(вч)т ь Г(ереключатепи 2-" ( снова в (гицнее пол(.ени (,Герекл(юцатель Оежимов раб(ты/ Остается в верх 18(л поО(внии)ТО да сум)ла напряжений, )О)Кады(вае,"лы( к ь(ас)абным Оез)с0- рам д и 9, Ока)кется равной напряж("Г нию О. с ви)ика потенциометра (,ьдинамическое равнОвесие в ког(ту(е, Оовазованном интеГраторо)1 1, блоки- О(цл угили ",ел 6 и лоло)л.:а- рушится и напря)ение на ВыхОдю,те ратора 1 с момента " буде РВСТВТЬ ( ПОСЛВДУЮЩИЙ ЗаМОМЕНТ ВРЕМВНИ, НВПРИМЕР В МОМВНТ ( - Не Обходило перек(ю(ла тел ьпере клюцив верхнее.положсние, При этом к масштабнг)лу резистору В с выхода инвертора 20 прикладьвается напяение отрицательной полярности, которое обеспецивает запирание бпокирующего УСИ) Т 8 ЛЯ . И ПРИ (а КОИ Маг Ь-ОМ ПР- ЛсжИтЕЛЬНОМ, )лГ(ЛИТ (НоМЗиа ЧЕНИИ напряжения на выходе интегратораи , ампглитула т (еу Гольных колебании Оп"- Оеделяется величинами Горогов сраба" ть)вания Оет)ей)(ОГО Гистерезисного эле мента 7 . Дт)я Гоекоащения Ге(ерироваля Пост)ядов а(-.л)(Ост(4 импульсов нео.)ходимо )8(.(клюцить г(ереклюца8.)ьВ и);)ВР исл(0 Ргн(ля наг)ви мер в момент (:(; При этом уменьшается суммаоное )(апря)ке е, г)риклалы Вафмое к масштабным рез(лс 10 рам Б и о и В резулътате в момент (:. изменение напряжени) на выходе интегратора прйкРаветс ЯЯ( Как В З -)М)".(О ОНУ - р 8 Образованном интеГ)гатОром ),блок(рую1 М )гит)(л(лрм 6Д(,;Опслустанавлвается динамическое равь(овесие.акил Об) разо)1 в генераторе оказывается возможньм формировать пилообразное ь)апряжение между заданными уровнями запуска и остановки колебаний, при этом режи(лы работы не нарушаются и во Время переключения коммутируе)ыхфоплу ,с изобретенияФу Н ( ИенаЛ ЬНЫЙ ГЕНЕРат ОР СОДЕР- ),(.:1 г(ос(едовательно соединенные б и о (1 у ( р а в л е н и я ч а с т О т 0 й В х Од к О т О- рого является вхог(ом генератора, электронный г)ереклюцатель,интегратор и релейный (-истерезисный элемент вы ход к(:т( О.о я впяет ся первым выходом генерат )ра, функциональный преобразователь по(кг)ченный к выходу (нТ 8 ГРВТОРа. ЯВЛЯЮЦЕМУСЯ ВТОРЫМ ВЫХО- дом генератора, выход функционального греобразователя является третьим Выходом (-енератора блокирующий усилитель, вход которого через первый и вто(ОЙ масштабные резисторы соеДинен соответственно с Выходами интегратора и перелючателя режимовдва раздели тел ь )лх диода пев вые вы воды котсрь(х г;одклюцены ко входу интегратора, а вторые выводы через первый переключатель соединень с выходомблокирующего усилителя, дифференцирующий элемент, вход которого через д второй переключатель соединен с разнополярными Входами питания генератора и первым потенциометром генератора, а выход подключен ко- Второму Входу релейного гистерезисного элемента, о т л и ц а ю щ и й с я тем, что, с целью расшИрения функциональных Возможностей за счет формирования пилообразного напряжения между задан- ными уровнями за.уска и Остановки ко" лебаний, в нсго введень Второй потенЗгциометр, суммирующий усилитель, три переклюцателя, тре гий и четвертый масштабные резисторы и инвертор вход которого подключен к выходу Вто(врого перект)ючателя, а выход через третий переключатель с 08 дин 8 н с одним из ВходОВ переключателя ре)имов дру)гой вход которого подключен к шине нулевого потенциала; первый вход суммирующего усилителя соединен с вь)ходом четвертогс переклюцателя и через т етий масштабный резистор с выходом блокирующего усилителя, второй вход су(ллрующего усилителя подключен к вь(ходу гятого переключатбля, причем входы цетвертОГО и пятого переключателей соединены с выходами первого и Второ 0 потенцио метров, ,второй потенциометр включен между выходом первого потенциометра сси плюговь(м входом питания генератора, а Выход суммирующего. усилителя через цетверты(й Масштабь(й резистор подклюцен к сбцему выводу третьего9 905828 переключателя и переключателя режимов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 О1. Авторское свидетельство СССР У 650221, кл. Н 03 К /08, 1978.2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2795 Й 7, кл, С 06 С 7/26, 1979.аз 367/65 Тираж 731 ПодписнВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушскал наб., д. илиал ППП "Пат ул.Проек нт, Г, з м(Горо Составитель С, Беланктор Л.Повхан Техред И.Гайду Корректор д,Ференц