SU1010617A1 - Функциональный генератор - Google Patents

Abstract

1. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий генератор импульсов, подключенный выходом к счетному входу первого счетчика, второй счетчик, соединенный выходами с входами дешифратора , выходы которого подключены к управл ющим входам соответствующих пар ключей группы, соединенных информационными входами с соответствующими выходами блока аналоговой пам ти ординат , а выходами - с ан логовьши входами цифроаналогового преобразова тел , выход которого  вл етс  выходом функциочального .генератора, о т л и ч ающи и с  тем/ что, с целью повышени  точности воспроизведени  функций,.в него дополнительно введе ны счетчик с управл емой разр дностью , блок формировани  импульса окон .чани  интервала, блок форшфовани  признака длины интервала и блок сдвига кода, подключенный выходакш к цифровым входам цифроаналогового преобразовател , информационными входами к выходам разр дов первого счетчика и счетчика с управл емой разр дностью , а сдвигающими входами - к управт л ющим входам блока .формировани  импульса окончани  интервала и к выходам блока формировани  признака длины интервала, управл ющие входы счетчика с управл емой разр дностью соединены с соответствующими выходами блока формировани  признака длины интервала , соединенного входами с выходами второго счетчика, подключенного счетным входом к входам обнулени  .первого счетчика и счетчика с управл емой разр дностью и к выходу блока формировани  импульса окончани  интервала , соединенного первой группой информационных входов с выходами разр дов первого счетчика, а второй группой информационных входов с вькодами разр дов счетчика с управл -с емой разр дностью, подключенного сче ным входом к выходу старшего разр да первого счетчика. 2. Генератор по п.1, о т л и ч аю щ и и с   тем, что.счетчик с управ-а л емой разр дностью содержит элементы И и ИЛИ и группу триг -еров, входы | обнулени  которых соединены с входом обнулени  счетчика с управл емой разр дностью , а выходы  вл ютс  выходами соответствующих разр дов счетчика с управл емой разр дностью, причеггкаждый , ч-и

Description

3. Генератор поп.1, отлича ю щ и и с   тем, что блок формировани , импульса окончани  ийтёрвала содержит элементы И и элемент ИЛИ, выход которого  вл етс  выходом блока формировани  импульса окончани  интервала , а входы подключены к выходам m ( где tn число различных групп интервалов аппроксимации) элементов И, каждый из которых соединен первым

входом с соответствующим управл ющим входом блока формировани  импульса окончани  интервала, а вторым входомс выходом (п1 + 1)-ого элемента И, входы которого  вл ютс  первой группой информационных входов блока формировани  импульса окончани  интервала, второй группой информационных входов которого  вл ютс  третьи входы всех элементов И, кроме первого.

1

Изобретение относитс  к. автоматике и вычислительной технике,в частности к генераторам сигналов произвольной формы.

Известен функциональный генератор, 5 содержащий генератор импульсов, счетчик , дешифратор, блок аналоговой пам ти, блок коммутации, блок формировани  пилообразных напр жений, делитель напр жени  и выходной сумма- ц тор tl.

Известен также функциональный генератор , содержащий блок аналоговой пам ти, коммут.атор, многофазный мультивибратор , счетчик, цифроаналоговые 5 преобразователи, ключ, аналоговый запоминающий элемент и интегратор 2. Недостатком известных функциональных генераторов  вл етс  пониженна  точность воспроизведени  функций.Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  функциональный генератор, содержащий генератор импульсов, прдключенный выходом к счетному входу первого счетчика/ второй счетчик соединенный выходами с входами, дешифратора , выходы которого подключены к уп равл ющим входам соответствующих пар ключей группы, соединенных информационными входами с соответствующими выходами блока аналоговой пам ти орди- 30 нат, а выходами - с аналоговыми входами: , цифроаналогового преобразовате- . л , выход которого  вл етс  выходом функционального генератора, а цифровые входы подключены к выходам перво-35 го счетчика, соединенного выходом переполнени  со счетным входом второго счетчика t 3 3.

Однако функциональный генератор характеризуетс  пониженной точностью 40 воспроизведени  функций из-за равномерного характера разбиени  функций на интервалы аппроксимации.

Цель изобретени  - повышение точности воспроизведени  функций. . с

Дл  достижени  поставленной цели в функциональный генератор, содержаий генератор импульсов, подключенный ыходом к счетному .входу первого четчика, второй счетчик, соединенный

выходами с входами дешифратора, выходы которого подключены к управл ющим входам соответствующих пар ключей группы, соединенных информационными входами с соответствующими выходами блока аналоговой пам ти ординат, а выходами - с аналоговыми входами цифро ан ало го во го пр ео браз ов ат е л  , выход которого  вл етс  выходом функционального генератора, дополнительно введены счетчик с управл емой-разр дностью блок формировани  импульса окончани , интервала, блок-.формировани  признака длины интервала и блок сдвига к.ода, , подключенный выходами к цифровым входам цифроаналогового преобразовател , информационными входами к выходам разр дов первого счетчика и счетчика с управл емой разр дностью а сдвигающими входами - к управл ющим вхбдам блока формировани , импульса окончани  интервала и к выходам бЛока формировани  признака длины интервала управл ющие входы счетчика с управл емой разр дностью соединены с соот- ветствующими выходами блока формировани  признака длины интервала, соединенного входами с выходами второго счетчика, подключенного счетным входом к входам обнулени  первого счетчика и счетчика с управл емой разр дностью и к выходу блока формировани  импульса окончан и  интервала, соединенного первой з уппой информационных входов с выходами разр дов первого счетчика, а второй группой информационных входов - с выходами разр дов счетчика с управл емой разр дностью, подключенного счетным входом к выходу старшего разр да первого счетчика. При этом счетчик с управл емой разр дностью содержит элементы И и ИЛИ и группу триггеров, входы обнулени  которых.соединены с входом обнулени  счетчика с управл емой разр дностью, а .выходы  вл ютс  выз одами соответствующих разр дов счетчика с управл емой разр дностью, причем каждый f-й (, где И- количество разр дов счетчика) элемент ИЛИ подключен каждым j-м ( и-f+l) входом к , j-y управл ющему входу счетчика с управл емой.разр дностью, а выходом к первому входу i-ого элемента И, соединенного выходом со счетным входом i-oro триггера, подключенного выходом к второму входу (1+1)-ого. элемента И, причем первый элемент И соединен вторым входом со счетным входом счетчика с управл емой разр дностью , а и-й элемент И подключен . первым входом и выходом соответственно к первому управл ющему входу счетчика с управл емой разр дностью и к счетному входу и-ого триггера. При этом.блок формировани  импульса окончани  интервала содержит элементы И и элемент ИЛИ,,, выход которого  вл етс  выходом блока формировани  импульса окончани  интервала, а входы подключены к выходам ги ( где m - чис ло различных групп интервсшов аппроксимации ) элементов И, каждый из которых соединен первым входом с соответствующим управл ющим входом блока сформировани  импульса окончани  интер вала, а вторым входом - с выходом (yn+l)- ого элемента И, входы которого  вл ютс  первой группой информационных входов блока формировани  импульса окончани  интервала, второй группой информационных входов которого  вл ютс  третьи входы всех эле ментов-И, кроме первого. На фиг.1 изображена блок-схема функционального генератора , на фиг.2схема счетчика с управл емой.разр дностью прп )) на фиг. 3 - схема блока формировани  импульса окончани  интервала при1ш 4). , Функциональный генератор (фиг.1) содержит блок 1 аналоговой пам ти ординат , группу 2 пар ключей, цйфроаналоговый преобразователь 3, блок 4 сдвига кода, генератор 5 импульсов, первый счетчик б, второй счетчик 7, блок 8 формировани  импульса окончани , интервала, дешифратор 9., блок 10 формировани  признака длины интервала и счетчик 11 с управл емой разр дностью . Генератор 5 подключен выхо;цом к счетному входу счетчика б. Счетчик 7 соединен выходами с входами дешифраtopa 9,подключенного выходами к управл ющим входам соответствующих пар ключей группы 2, соединенных информационными входами с соответствующими выходами блока 1 аналоговой пам ти ординат, а выходами - с аналоговьоли входами цйфроаналогового преобразова тел  3. Выход преобразовател  3  вл  етс  выходом функционального генератора дл  сглаживани  выходного ступенчатого напр жени  на выходе преоб разовател  3 может быть включен ;. фильтр 12 нижних частот). Блок 4 сдв га кода подключен выходами к цифровым входам, преобразовател  3, информационными входами - к выходам разр дов счетчиков 6 и 11, а сдвигающими входами - к управл ющим входам блока 8 формировани  импульса окончани  интервала и к выходам блока 10 формировани  признака длины интервала. При этом управл ющие входы счетчика 11 соединены с соответствующими выходами . блока 10. Входы блока 10 соединены с выходами счетчика 7, подключенного счетным входом к входам обнулени  счетчиков 6 и 11 и к выходу блока 8 формировани  импульса окончани  интер вала Блок 8 соединен первой группой информационных входов с выходами раз.р дов счетчика б, а второй группой информационных входов - с выходами разр дов счетчика 11., подключенного счётным входом к выходу старшего разр да счетчика 6. Счетчик 11 с управл емой разр дностью (фи-.2) может быть выполнен, например, содержащим группу триггеров 13, элементы ИЛИ 14 и элементы И 15. Входы обнулени  триггеров 13 соединены с входом обнулени  счетчика 11, а выходы триггеров 13  вл ютс  В1ыходами соответствую1дах разр дов счетчика 11. Каждый -i -и (-l ieH-l , где количество разр дов счетчика 11) элемент ИЛИ 14 подключен каждым Д-м (-Jrf «и-1-ь) входом к j -у управл ющему входу j4 счетчика 11, а выходы - к первому входу i -ого элемента И 15, соединенного выходом со счетным входом -ого триггера 13, подключенного к второму входу (i+l -ого элемента И 15. Первый элемент И 15 соединен вторым входом со счетным входом счетчика 11, а М-й элемент И 15 подключен первым входом и выходом соответственно к первому управл к цвму входу i счетчика 11 и к счетнс входу Л-ого триггера 13. Количество разр дов счетчика 11 равно VwiwiJrfle. (№04 и .«Vww - количества двоичных разр дов, необходимые дл  представлени  интервала аппроксимации наибольшей и наименьшей длины соответственно ) . I Блок 8 формировани  импульса окончани  интервала (фиг.З) может быть выполнен, например, соде1 жа1цим элементы И 16 и элемент ИЛИ 17, выход которого  вл етс  выходом 6iioKa 8, а входы подключены к выходам г  ( где w -. число различных rpynrt интервалов аппроксимации ) элементов И 16,.каждый из KOTopiJx соединен первым входом с соответствук цим управл к цим «ходом блока 8, а вторым входом - с выходом (.VH+l)-oro элемента И 16, входы которого  вл ютс  первой группой информационных входов блока 8. Второй группой информационных входов блока 8  вл ютс  третьи входы первых (lll-l)-oro элементов И 16. Блок 4 сдвига кода представл ет собой комбинационную логическую схему, имеющую информационных вхбдов, св занных с выходами разр дов счетчиков 6 и 11, и такое же чис ло выходов, подключенных к цифровым входаМ цифроаналогового преобразовател  3. Кроме того, блок 4 имеет W сдвигающих входов, подключенных к вы ходс1М блока 10 формировани  признака длины интервала. Блок 10 формировани  признака длины интервала также представл ет собой комбинационную логическую схему , котора  ставит в соответствие кодовому состо нию счетчика 7 возбуж денное состо ние одного из своих выходов . Количество выходов блока 10 равно т- числу различных групп интервалов аппроксимации, отличающихс  длинами интервалов. Пусть, например, после проведени  аппроксимации оказа лось, что все интервалы можно разНомер интервала бить на четыре группы: перв.а  группа включает все интервалы с длинамиДХ.-. далее следуют две группы интервалов с длинами, соответственно, и 4 X Yi/JM , и наконец, в четвертую группу попадают интервалы длиной , . Значит УМ 4 и блок 10 должен иметь четыре выхода. Количество входов блока 10 равно количеству резр дов второго счетчика 7. Отсюда следует , что воспроизводима  функци  содержит семь интервалов интерпол ции. В табл.1 приведено соответствие каждому, интервалу интерпол ции четырехразр дного двоичного кода, формируемом во втором счетчике 7 (состо -. ние счетчика 7, соответствующее коду 000,  вл етс  начальным). Табл.1  вл етс  основанием дл  синтеза блока 10 формировани  признака длины интервала. Таблица 1 не первого интервала и обеспечивает соответствующую настройку блока 4, а также подключает или не подключает дополнительное число разр дов счётчи ка 11 к выходу счетчика 6. Кроме то .го, сигнал с выхода блока 10 поЬтупает на соответствующий управл ющий вход блока 8 формировани  импульса окончани  интервала. Непосредственна  работа функционального генератора начинаетс  после прихода сигнала: Пуск на управл ющий вход генератора 5 импульсов. При этом выходные импульсы генератора 5 поступают на счетный вход счетчика 6 вызыва  его заполнение. Выходное напр жение функционального генератора формируетс  на выходе преобразова тел  3 по мере заполнени  счетчиков и 11. Сигналы управлени  преобразова тгелем 3 поступают непосредственно с выkoдoв блока 4. Логика работы блока 4 такова: если функци  моделируетс  на интервале наибольшей длины,то по сигналу блока 10 код сдвига ( нулевой сдвиг) передаетс  с выходов счетчиков 6 и 11 на цифровые входы преобразовател  3. В этом случае на выходе преобразо вател  8 формируетс  напр жение ,) V«a« где 0«М«2 -1,, Если функци  моделируетс  на интервале длиной , то по сигналу блока 10 формировани  при знака длины интервала выходной код блока 4 сдвигаетс  на один разр д в сторону старлих разр дов по отношени к коду на информационных входах блока 4. Таким образом, преобразователь 3 управл етс  кодом Nci ot-f «a -t-,i,,«.lO. Теперь на выходе цифроаналогового преобразовател  3 формируетс  напр жение - I.-.I . .)Ngj: , OSN . Если функци  моделируетс  на интервале наименьшей длины, то блок 4 обеспечивает подачу на цифровые вхо ды преобразовател  3 кода CD - Vmif(mi i-r- -l 1 00...Ov образующегос  после сдвига кода HaC.Vwia) Раэр дов влево. При этом на выходе преобразовател  3 формируетс  напр жение fit fi ч .iib,,jr- где -1. Таким образом, счетчик б. и часть или все разр ды счетчика 11 функцио-t ниpvют как единый счетчика Переход к следующему интервалу ап проксимации осуществл етс  после по-,  влени  единичного сигнала на выходе блока 8 формировани  импульса окончани  интервала. Пусть дл  примера текущий интервал имеет длину ЛьКинп, Тогда i. 1 (фиг.З), и при единичнсм состо нии всех триггеров, счетчика б на выходе ( hi +1 )-ого элемента И 16, форьшруетс  единичном сигнал. Аналогичный сигнал формируетс  также на выходе элемента ИЛИ 17. Этпт последний сигнал воздействует на счетный вход второго счетчика 7 и переводит его в состо ние, соответствупцее ато рому интервалу аппроксимации. Дешиф-: ратор 9 подключает через группу-2 ключей напр жени  соответствувмщх ординат функции к аналоговым входам преобразовател  3. Одговременно сигнал с выхода блока 8 сбрасывает-«- О счетчики 6 и 11, перевод  их тем самым в состо ние, соответствукщее началу второго интервала. Дальнейша  работа функционального генератора протекает ангшогично вышеизложенному . Импульс переполнени  счетчика 7 может служить признаком окончани  работы . При необходимости генерации пе-. риодических функций сбррс счетчика 7 означает переход к первому интервалу, после чего работа генератора возобновл етс  в периодическом режиме. . Таким образом, в предлагаемом функциональном генераторе, за счет разбиени  аргументов на неравномерные интервалы аппроксимации повышаетс  точность воспроизведени  функции, что особенно важно в слунае генерации функций со значительными изменени ми кривизны при ограниченной емкости блока аналоговой пам ти орд|1Нат.

фуг J

Claims (3)

1. * 1. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий генератор импульсов, подключенный выходом к счетному входу первого счетчика, второй счетчик, соединенный выходами с входами дешифратора, выходы которого подключены к управляющим входам соответствующих пар ключей группы, соединенных информационными входами с соответствующими выходами блока аналоговой памяти ординат, а выходами - с аналоговыми входами цифроаналогового преобразователя, выход которого является выходом функционального .генератора, о т л и ч ающи й с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения функций,-в него Дополнительно введем ны счетчик с управляемой разрядностью, блок формирования импульса окон.чания интервала, блок формирования признака длины интервала и блок сдвига кода, подключенный выходами к цифровым входам цифроаналогового преобразователя, информационными входами к выходам разрядов первого счетчика и счетчика с управляемой разрядностью, а сдвигающими входами - к управт ляющим входам блока формирования импульса окончания интервала и к выхо дам блока формирования признака длины интервала, управляющие входы счетчика с управляемой разрядностью сое динены с соответствующими выходами блока формирования признака длины интервала, соединенного входами с выходами второго счетчика, подключенного счетным входом к входам обнуления .

   первого счетчика и счетчика с управляемой разрядностью и к выходу блока формирования импульса окончания интервала, соединенного первой группой информационных входов с выходами разрядов первого счетчика, а второй группой информационных ВХОДОВ г- с выходами разрядов счетчика суправля-β емой разрядностью, подключенного сче1Л® ным входом к выходу старшего разряда . первого счетчика.
2. 2. Генератор по π.1, о т л и ч β ίο щ и й с я тем, что счетчик с управ-.д ляемой разрядностью содержит элемен- ® ты И и ИЛИ и труппу триггеров, входы | обнуления которых соединены с входом обнуления счетчика с управляемой разрядностью, а выходы являются выходами соответствующих разрядов счетчика с управляемой разрядностью, причем·· каждый. 4-й (1 asi$n-l, где h- ко^ лйчество разрядов счетчика) элемент ИЛИ подключен каждым j -м входом к j-'.· управляющему входу счетчика с управляемой разрядностью, а · выходом - к первому входу i-го элемента И, соединенного выходом со счет· ным входом. Г -го триггера, пддключенного выходом к второму входу (4+1)ого элемента И, причем первый элемент И соединен вторым входом со счетным входом счетчика с управляемой разрядностью, а И-й элемент И подключён первым входом и выходом соответст» венно к первому управляющему входу счетчика с управляемой разрядностью и к счетному входу h-огр триггера.
3. 3. Генератор по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что блок формирования. импульса окончания интервала содержит элементы И и элемент ИЛИ, выход которого является выходом блока формирования импульса окончания интервала, а входы подключены к выходам m ( где m - число различных групп интервалов аппроксимацииЬэлементов И, каждый из которых соединен первым входом с соответствующим управляющим входом блока формирования импульса окончания интервала, а вторым входомс выходом (ш + 1)-ого элемента И, входы которого являются первой группой информационных входов блока формирования импульса окончания интервала, второй группой информационных входов которого являются третьи входы всех Ш=Х элементов И, кроме первого.