SU1120308A1 - Функциональный генератор - Google Patents

Abstract

1. ФУНКЩЮНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержаощй первый и второй регистры, подключенные информа1дионными входами к шине ввода кодов узловых значений функции, а вьпсодами - к входам первого и второго цифроаналоговых . преобразователей соответственно, выходы которых соединены с входами резисторной матрицы, подключенной зьЬсодами к информационным входам коммутатора, соединенного управл ющими входами с выходами разр дов реверсивного счетчика, подключенного выходом признака обнулени  к входу управлени  записью первого регистра и к входу элемента ИЛИ, а выходом признака переполнени  - к входу управлени  -записью второго регистра и к второму входу элемента ИЛИ, вькод которого  вл етс  выходом сигнала инициации функционапьного генератора и соединен с входом управлени  записью третьего регистра, подключенного информационньм BxoffbM к шине ввода кода длите.пьности участка, а выходом - к входу управл емого генератора импульсов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности воспроизведени  функций , в него дополнительно введены экспоненциальный интерпол тор, формирователь импульсов и делитель частоты , соединенньп выходом с входом реверсивного счетчика, а входом - с выходом управл емого генератора импульсов и входом формировател  импульсов , подключенного выходом к управ§ л ющему входу экспоненциального интерпол тора , выход которого  вл ет (О с  выходом функционального генератора , а сигнальньш вход соединен с выходом коммутатора. 2. Генератор по п. 1, отлИчающийс  тем, что экспоненциальный интерпол тор содержит выходной повторитапь, накопительный 1С :конденсатор, ограничительный резистор и ключ, сигнальный и управл ющий о 00 о 00 входы которого  вл ютс  сигнальным и управл ю15им входами экспоненциального интерпол тора, а выход ключа через ограничительный резистор соединен с входом выходного повторител  и первой обкладкой накопительного конденсатора, подключенного второй обкладкой к шине нулевого потенциала функционального генератора.

Description

i i

Изобретение относитс  к автомати-ке и вычислительной технике и может найти применение, в частности, в гибридных вычислительных и управл ющих системах дл  воспроизведени  функций, заданных кодами узловых значений ординат и длительностей участков аппроксимации.

Известен функциональньш генератор содержащий генератор импульсов, реверсивньгй счетчик, дешифраторы, блок пам ти, регистры и цифроаналоговые преобразователи Li 3.

Известен также функциональный генератор , содержащий счетчик, регистр коммутатор и выходной цифроаналоговьЬй преобразователь С -ЗНедостатком известных функциональных генераторов  вл етс  пониженна  точность генерировани  функции за счет кусочно-ступенчатого характера аппроксимации, что, в частности. приводит к вредному возбуждению при использовании генераторов в качестве задатчиков программ в системах автоматического управлени .

Наиболее близкимк предлагаемому  вл етс  функциональнг й генератор, содержащий первый и второй регистры, подключенные информационными входами к шине ввода кодов узловых значений функции, а Бькодами - к входам первого и второго цифроаналоговых преобразователей соответственно, выходы которых соединены с входами резисторной матрицы, подключенной выходами к информационным входам коммутатора, соединенного управл ющими входами с выходами разр дов реверсивного счетчика , выходы признаков переполнени  и обнулени  которого объединены (с помощью элемента ИЛИ) в общий выход переполнени  реверсивного счетчика,  вл ющийс  выходом сигнала инициации функционального генератора и соединенный с входом управлени  записью третьего регистраj подключенного информационным входом к шине ввода кода длительности частка, а выходом - к входу управл емого генератора . Входы управлени  записью первого и второго регистров, в воспроизведени  на каждом участке аппроксимации одного и того же типа функции, например, отрезка пр мой, подключены к выходам признаков обнулени  и переполнени  реверсивного счетчика соответственно, соединенио .го входом с выходом управл емого ге082

нератора импульсов. Шинь ввода кодов через соответствующие буферные регистры подключены к выходам управл ющет-о Mi-iKponpoueccopa, соединенного входом с выходом сигнала инициао и функционального генератора. Кроме этого, дл  случа  воспроизведени  на отдельных участках аппроксимации различньтх типов функций функциональный генератор содержит дополнитапььго е резисторные матрицы, ко -1мутаторЫ; регистры и переключатели Сз .

Недостатком известного устройства  вл етс  понгокенна  точность изза кусочно-ступенчатого характера отработки каждого из лчасткоз аппроксиь5ации .

Цель изобретени  - повьштение точности вопроизведени  функций.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в функциональный генератор,, содер/ ащий первый и второй регистры, подключенные информационньгми входами к шине ввода кодов узловых значений функции, а выходами - к входам первого и второго цифроаналоговых преобразователей соответственно, выходы которьк сординены с входами; резисторной матрицы, подключенной выходами к информационным входам коммутатора , соединенного упраБл юп И1у:и входами с выходами разр дов реверсивного счетчика, подключенного выходом признака обнулени  к входу управлени  записью первого регистра и к входу элемента РШИ. а выходом признака переполнени  - к входу управлени  записью второго регистра и к второму входу элe 5eнтa ИЛИ, выход которого  вл етс  выходом сигнала инициа1ДИИ функционального генератора и соединен с входом упра:влени  запись: третьего регистра, подключенного ;информационньпч входом к тине ввода |Кода длителтьности участка, а выходом .к входу управл емого генератора импульсов , дополнительно введены экспоненциальный интерпол тор,, формирователь импульсов и делитель частоты. Соединенный выходом с входом реверсивного счетчика, а входом - с выходом утгравл емого генератора импуль-сов и входом формировател  импульсов, подключэнного вькодом к упраап гащему входу экспоненциального интерпол тора , выход которого  вл етс  вы-ходом функционального генератора, г. сигнальный вход соедикэн с выходом (коммутатора.

31

При этом экспоненциальный интерпол тор содержит выходной повторитель , накопительный конденсатор, ограничительный резистор и ключ, сигнальный и управл ющий входы которого  &п ютс  сигнальным и управл ющим входами экспоненциального интерпол тора , а выход ключа через ограничительный резистор соединен с входом выходного повторител  и первой обкладкой накопительного конденсатора , подключенного второй обкладкой к шине нулевого потенциала функционального генератора.

На чертеже изображена блок-схема функционального генератора.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 регистры, подключенные информационными входами к шине 3 ввода кодов узловых значений функции, а выходами - к входам первого 4 и второго 5 цифроаналоговых преобразователей , выходы которьк соединены с входами резисторной матрицы 6, подключенной выходами к информационным входам коммутатора 7, соединенного управл ющими входами с выходами разр дов реверсивного счетчика 8, подключенного выходом признака обнулени  к входу управлени  записью регистра 1 и к входу.элемента ИЛИ 9, а выходом признака переполнени  - к входу управлени  записью регистра 2 и к второму входу элемента RTO 9. Выход последнего  вл етс  выходом Ю сигнала инициации функционального генератора и соединен с входом управлени  записью третьего регистра 11, подключенного информационньв входом к шине 12 ввода кода длительности участка, а выходом - к входу управл емого генератора 13 импульсов.

Делитель 14 частоты соединен выходом с входом счетчика 8, а входом с выходом генератора 13 и входом формировател  15, выход которого подключен к управл ющему входу экспоненциального интерпол тора 16, соединенного сигнальным входом с выходом коммутатора 7. Интерпол тор 16 вьтолней на выходном повторителе 17, ключе 18 и апериодическом звене, содержащем ограничительный резистор 19 и накопитель -1ый конденсатор 20. Формирователь 15 импульсов может быть выполнен на триггере 21 и элементе 22 задержки. Управл емый генератор 13 может быть выполнен на управл емом дапителе частоты, подключенном управ2П3084

л юпр{м входом к входу генератора 13, а сигнальным входом - к ишне опорной частоты. Реверсивный счетчик 8 содержит собственно счетчик (например типа 155НЕ7) с выходами обнулени 

и переполнени , триггер реверса и вентили дл  переключени  подсчитываемых импульсов с пр мого входа на реверсивный.

Функциональный генератор работает следующим образом.

Перед началом работы обнул ютс  регистры 1, 2 и 11, счетчик 8 и конденсатор 20. Сигнал с выхода признака обнулени  счетчика 8 поступав г на зправл ющие входы регистров 1 и 11 и на выход 10 инициации, разреша  запись в регистр 1 кода ординаты ко- . нечной точки первого участка аппроксимации , а в регистр 11 - кода длительности первого участка аппроксимации . По сигналу Пуск (цепи приведени  узлов в исходное состо ние и запуска функционального генератора (не показаны) включаетс  генератор 13, частота следовани  импульсов на выходе которого соответствует коду регистра 11, Счетчик 8 подсчитывает импульсы, рошедшие через делитель 14 частоты, и формирует линейно возрастающий от нул  до максимального значени  код разверки первого участка аппроксимации, поступающий на управл ющие входы коммутатора 7.. Последний переключает выходы матрицы 6 таким

5 образом, tJTo напр жение на его выходе измен етс  ступенчато от нул  ( напр жение на выходе преобразовател  5) до напр жени , соответствующего коду ординаты конечной стенки перО вого участка аппроксимации (напр жение на вькоде преобразовател  4). При достижении счетчиком 8 максимального значени  сигнал с выхода признака переполнени  счетчика переводит

5 его в режим вычитани  импульсов и поступает на управл ющие входы ре:- гистров 2 и 11 и на выход 10 инициации , разреша  завись в регистры 2 и 11 кодов ординаты конечной точки и

0 длительности второго участка аппроксимации .

Далее функциональный генератор работает аналогично описанно, однако по мере уменьшени  содержимого

5 счетчика 8 коммутатор 7 переключает выходы матрицы 6 в обратном пор дке. В результате напр жение на вькоде кo fмyтaтopa 7 измен етс  ступенчато S от напр жени , соответствующего ординате конечной точки первого участка аппроксимации, до напр жени , соответствующего ординате конечной точки второго участка аппроксимации (напр жение на выходе преобразовател  5) . Переход к отработке следующеiFo участка и реверс счетчика 8 осуществл ютс  в момент обнулени  счетчика 8 по сигналу с выхода его признака обнулени  и т.д. В процессе работы за врем , соответствующее пребыванию ког-мутатора; 7 в каждом устойчивом состо нии,, на- вход формировател  15 последоваTehbHo поступают И1-шульсы с вь1хода управл емого генератора 13, число которых равно коэффициенту делени  делител  14. По приходу каждого такого И1-тульса формирователь 15 вьграбатывает импульс посто нной длительности (величина которой з йисит от времени задержки элемента 22), поступающий на управл ющий вход интерпол тора 16 и замыкающий ключ 18. За врем  действи  импульса посто нной длит12Льности кондет1сатор 20 частично зар жаетс  (i-шк разр жаетс ) по экспоненциалы-iof-ry закону током. величина которого зависит от номинала резистора 19 и разности потенциалов irs вьгоодах этого резистора. По мере поступлени  импульсов на у1травл ющий вход интерпол тора 16 напр жение на обкладках конденсатора 20 последовательно измен етс  до величи ны, соответствзпощей выходному напр жению ко п татора 7, Длитешьность импульсов на выходе форг-шровател  15 не превьшает велнчнкы периода максимальной частоты следовани  ш-туль08 ссв на выходе управл емшо генератора 13. С т марна  длительность импульсов с формировател  5 за врем  межд.у двум  соседними переключенк г-ш кот-шутатора 7 выбираегтс  такой5 чтобы к моменту времени очб;редного переключени  кoм -lyтaтopa 7 напр жение iTa конденсаторе 20 совпало (с заданной точностью) с напр жением на выходе комкутатора 7 Напр жение на конденсаторе 20 через ПОБторитель 17, о5лада 01ций высоким входным сопротивлением, поступает  а выход функционального генератора. Таким образоМг за врем , между двум  соседними переключени ми коммутатора изменение выходного напр жени  функционального генератора носит кусочно-экспоненциальный характер, более близкий к аппроксимации функции , чем скачкообразный характер изменени  напр жени  на выходе известного функционального генератора, что и определ ет повьшшние точности генерировани  функций. При этом формирование выходного напр жени  на каждом интервале времени межд.у двум  соседними переключени ми комt-0татора в виде последовательностк экспоиенцнальньгх отрезков (число которых равно коэффициенту делени  делител  частоты) J, калсдьй из которых отдел етс  от другого соответствующим отрезком пр мой, позвол ет обеспечить высокую точность генерировани  заданной функции в широком диапазоне изменени  частоты генератора., т.е. в широком диапазоне изменени  длительностей участков аппоксимации и дополнительно сгладить ступенчатые возмущени .

Claims (2)

1. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий первый и второй регистры, подключенные информационными входами к шине ввода кодов узловых значений функции, а выходами - к входам первого и второго цифроаналоговых . преобразователей соответственно, выходы которых соединены с входами резисторной матрицы, подключенной выходами к информационным входам коммутатора, соединенного управляющими входами с выходами разрядов реверсивного счетчика, подключенного выходом признака обнуления к входу управления записью первого регистра и к входу элемента ИЛИ, а выходом признака переполнения - к входу управления -записью второго регистра и к второму входу элемента ИЛИ, выход которого является выходом сигнала инициации функционального генератора и соединен с входом управления за писью третьего регистра, подключенного информационным вхоДЬм к шине ввода кода длительности участка, а выходом - к входу управляемого гене ратора импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения функций, в него дополнительно введены экспоненциальный интерполятор, формирователь импульсов и делитель частоты, соединенный выходом с входом реверсивного счетчика, а входом - с выходом управляемого генератора импульсов и входом формирователя импуль сов, подключенного выходом к управляющему входу экспоненциального ин-^-- g терполятора, выход которого является выходом функционального генератора, а сигнальный вход соединен с вьиодом коммутатора.

2. Генератор поп. 1, отличающийся тем, что экспоненциальный интерполятор содержит выходной повторитель, накопительный .конденсатор, ограничительный резистор и ключ, сигнальный и управляющий входы которого являются сигнальным и управляющим входами экспоненциального интерполятора, а выход ключа через ограничительный резистор сое динен с входом выходного повторителя и первой обкладкой накопительно го конденсатора, подключенного второй обкладкой к шине нулевого потенциала функционального генератора.

>

i · 1