SU1430946A1 - Цифровой генератор периодических функций - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматики и вычислительной техники и предназначено дл  использовани  в системах полунатурного моделировани  дл  имитации входных сигналов как дл  цифровых устройств, работающих с параллельными кодами, так и дл  цифровых систем интегрирующего типа, работающих с приращени ми.Цель изобретени  заключаетс  в расширении

Description

(Л

4;

со о со

Од

функциональных возможностей устройства за счет обеспечени  выдачи значений генерируемой функции в виде приращений . Генератор содержит задающий генератор 1, первый элемент И 2, третий элемент ИЛИ 3, п тый элемент И 4, первый счетчик 5, первую 6 и вторую 7 схемы сравнени , первый 8 и второй 9 регистры, второй 10 и третий 11 элементы И, первый RS-триггер 12, Т-триггер 13, третий RS-триггер 14, первый элемент ИЛИ 15, второй счетчик 16, четвертый RS-триггер . 17, элемент 18 задержки, шестой элемент И 19, первый 20 и второй 21 D-триг- геры, седьмой 22 и восьмой 23 элементы И, четвертый 24 и п тый 25 элементы ИЛИ, третью 26 и четвертую 27 схемы сравнени , третий 28 и четвертый 29 регистры, группу элементов

И 30, дешифратор 31, третий счетчик 32, четвертый элемент И 33, второй элемент 34, второй НВ-триггер 35. Поставленна  цель достигаетс  за сче введени  п того 4, шестого 19, седьмого 22 и восьмого 23 элементов И, третьего 3, четвертого 24 и п того 25 элементов ИЛИ, второго 35, третьего 14 и четвертого 17 RS-триггеров, первого 20, второго 21 D-триггеров; В результате обеспечиваетс  возможность работы непосредственно с цифровыми системами интегрирующего типа , использующими приращени , с целью более полного использовани  их быстродействи  и тем самым повышени  производительности и эффективности использовани  систем имитационного и полунатурного моделировани , работающих с приращени ми. 1 ил.

1

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и предназначено дл  использовани  в системах имитационного и полунатурного моделировани  преимзт1ествеН но дл  имитации входных сигналов.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей цифрового генератора периодических функций за счет обеспечени  значений ге нерируемой: функции в виде приращений .

На чертеже изображена функциональна  схема цифрового генератора периодических функций.

Цифровой генератор периодических функций содержит задающий генератор 1, первый элемент И 2, третий элемент ИЛИ 3, п тый элемент И 4, первый счетчик 5, первую схему 6 срав- нени , вторую схему 7 сравнени , первый регистр 8, второй регистр 9, второй элемент И 10, третий элемент И 11, первый RS-триггер 12, Т-триггер 13, третий RS-триггер 14, второй элемент ИЛИ 15, второй счетчик 16, четвертьй RS-триггер 17, элемент 18 задержки, шестой элемент И 1

первый D-триггер 20, второй D-триг- гер 21, седьмой элемент И 22, восьмой элемент И 23, четвертый элемент ИЛИ 24, п тый элемент ИЛИ 25, третью схему 26 сравнени , Четвертую схе- .му 27 сравнени , третий регистр 28, четвертый регистр 29, группу элементов И 30, дешифратор 31, третий счетчик 32, четвертый элемент И 33, второй элемент ИЛИ 34, второй RS-триггер 35, вход 36 сигнала выбора режима работы генератора, вход 37 выбора функции генератора группу информационных входов 38 цифрового генератора , вход 39 сигнала сопровождени  данных цифрового генератора, вход 40 сброса цифрового генератора, вход 41 пуска цифрового генератора, вход 42 сигнала конца итерации, вход 43 сигнала начала итерации, группу параллельных информационных выходов 44 цифрового генератора, информационный выход 45 дл  положительных приращений и информационньй выход 46 дл  отрицательных приращений.

Цифровой генератор периодических функций вырабатывает периодически функции, описываемые выражением

f +/X,t, если О t

СЯ производными функции на участках возрастани  и убывани  соответственно и определ ющих крутизну генерируемой функции Л - начальное значение генерируемой функции; i wctKc максимальное значение генерируемой функции; глин минимальное значение

генерируемой функцииi Т - период изменени  генери-

руемой функции.

Цифровой генератор периодических функций работает следующим образом.

Перед началом работы цифровой генератор периодических функций устанав ливают в исходное состо ние. При этом на вход 40 сброса цифрового генератора периодических функций приходит сигнал, который устанавливает в нулевое состо ние RS-триггеры 12 и 35 Т-триггер 13, второй счетчик 16, регистры 8, 9, 28 и 29, третий счетчик 32, кроме того, сигнал с входа 40 через -итретий вход элемента ИЛИ 15 и элемент 18 задержки поступает на вход установки в нулевое состо ние счетчика 5 и устанавлршает его в нулевое состо ние, а через вторые входы элементов ИЛИ 24 и 25 устанавливаютс  в нулевое состо ние RS-триггеры 14 и 17. В исходном состо нии устанавливаетс  параллельньй режим работы от задающего генератора 1, так- как с нулевого выхода RS-триггера 35 на второй вход элемента И 2 будет посту- пать разрещающий потенциал.

Затем производ т- ввод начальных данных. При этом на входе 37 выбора функций генератора устанавливаетс  потенциал, который открывает эле- мент И 33 и элементы И 30 группы и разрешает прохождение параллельных кодов начальных значений параметров, определ ющих вид задаваемой функции

.0

}т с t ° + -V+f :-Пт ч

+ ( - + iT

1

с гзходов 38 генератора через элементы И 30 группы на входы параллельной записи счетчика 16 и регистров 9, 28 и 29.

Одновременно на вход 39 сигналЬв сопровождени  данных поступают импульсы сопрово/кдени  параллельных КОДОЙ параметров, которые, проход  через элемент И 33 ил сь:етньп1 вход счетчика 32, будут каждьп раз увеличивать его -значение на единицу.

Код 001 на эыходлх счетчика 32 вызывает по вление на первом выходе дешифратора 31 импульса записи данных в счетчик 16, которьй разрешает запись в этот счетчик кода начального значени  Д задаваемой функции определ ющего начальную фазу функции и поступающего на информационные входы этого счетчика с входа 38 генератора через элементы И 30 группы .

Код 010 на выходах счетчика 32 вызывает по вление на втором выходе дешифратора 31 импульса записи данных в регистр 8, которые разрешает запись в этот регистр кода обратного значени  коэффициента К задаваемой функции, поступающего на информационные входы регистра 8 с входов 38 генератора через элементы И 30 группы.

Код 011 на выходах счетчика 32 взывает по вление на третьем выходе дешифратора 31 импульса записи данных в регистр 9, который разрешает запись в этот регистр кода обратного значени  коэффициента К/ задаваемой функции, поступающего на информационные входы регистра 9 с входов 38 генератора через элементы И 30 группы.

Код 100 на выходах счетчика 32 вызывает по вление на четвертом выходе дешифратора 31 импульса записи данных в регистр 28, который разрешает запись в этот регистр кода максимального значени  . задаваемой функции, поступающего на информационные входы регистра 28 с входов 36 генератора через элементы И 30 группы.

Код 101 на выходах счетчика 32 вызывает по вление на п том выходе дешифратора 31 импульса записи данных в регистр 29, который разрешает запись в этот регистр кода мини- « мального значени  задаваемой функции, поступающего на информационные входы регистра 29 с входов 36 генератора через элементы И 30 группы.

После этого потенциал с входа 37 сигнала выбора функции генератора снимаетс . На этом ввод начальных данных заканчиваетс .

Параллельный режим работы осуществл етс  следующим образом. На вход 41 сигнала пуска цифрового генератора поступает импульс, который переводит в единичное состо ние RS- триггер 12 и Т-триггер 13. По вление положительного потенциала на еди- 25 самым запреща  прохождение сигничном вьгходе RS-триггера 12 разрешает прохождение тактирующих импульсов с выхода задающего генератора 1 через элемент И 2 и элемент ИЛИ 3 на счетньй вход первого счетчика 5, и, кроме того, разрещает работу элементов И 10 и 11. Положительный потенциал на единичном выходе Т-триггера 13 открывает элемент И 10, разреша  прохождение сигналов с выхода первой схемы 6 сравнени  на суммирующий вход второго счетчика 16, а нулевой сигнал на нулевом выходе Т-триггера 13, подключенного к входу элемента И 11, запрещает прохождение через этот элемент сигналов со второй схемы 7 сравнени  на вычитающий вход второго счетчика 16. Первый счетчик 5 осуществл ет подсчет импульсов , поступающих с задающего ге- 5 генерируемой функции получит от- нератора 1. Когда код на единичных выходах первого счетчика 5 станет равным коду значени  обратной величины коэффициента К генерируемой функции, который хранитс  в перв ом gQ регистре 8, на выходе первой схемы 6 сравнени  по витс  сигнал, который, пройд  через элемент И 10, поступит на суммирующий вход второго счетчика 16. Вследствие этого значение гене- 55 рируемой функции получит положительное приращение. Кроме того, сигнал с выхода :элемента И 10 будет поступать каждый раз при достижении равенства ,

рицательное приращение. Кроме того, сигнал с выхода элемент И 11 будет поступать каждый раз при равенстве кодов через элемент ИЛИ 15 и элемент 18 задержки на вход установки в нулевое состо ние первого счетчика 5 и будет устанавливать его в нулевое состо ние, подготавлива  к следующему циклу счета.

Процесс повтор етс  до тех пор, пока код значени  генерируемой функции , хран щейс  во втором счетчике i 6, не станет равным коду минималь-. ного значени  функции, который хра

5

0

кодов через элемент 1-ШИ 15 и через элемент 18 задержки на вход установ-- ки в нулевое состо ние первого счетчика 5 и будет сбрасывать его в нулевое состо ние, подготавлива  к следующему циклу счета. Элемент 18 задержки осуществл ет задержку сигнала на 1/2 Г, где L - длительность импульсов задающего генератора 1. Процесс повтор етс  до тех пор, пока код значени  генерируемой функции , хран щейс  во втором счетчике 16, не станет равньм коду максимального значени  функции, который хранитс  в третьем регистре 28. Тогда на выходе третьей схемы 26 сравнени  по витс  сигнал, который, пройд  элемент ИЛИ 34, поступит на счетный вход Т-триггера 13 и переводит его в нулевое состо ние. . Вследствие изменени  состо ни  выходов Т-триггера 13 закроетс  элемент И 10 и откроетс  элемент И 11,

0

5

0

налов с выхода первой схемы 6 сравнени  на суммирующий вход второго счетчика 16 и разреша  прохождение сиг- налов с выхода второй схемы 7 сравнени  на вычитающий вход второго счетчика 16.

Первый счетчик 5 осуществл ет подсчет импульсов, поступающих с задающего генератора 1 до тех пор, пока на единичных выходах первого счетчика 5 не по витс  код,-равный коду значени  обратной величины коэффициента K,j генерируемой функции, который хранитс  во втором регистре 9. При равенстве кодов на выходе второй схемы 7 сравнени  по вл етс  сигнал, который , пройд  через элемент И 11, поступает на вычитающий вход второго счетчика 16. Вследствие этого значе генерируемой функции получит от-

рицательное приращение. Кроме того, сигнал с выхода элемент И 11 будет поступать каждый раз при равенстве кодов через элемент ИЛИ 15 и элемент 18 задержки на вход установки в нулевое состо ние первого счетчика 5 и будет устанавливать его в нулевое состо ние, подготавлива  к следующему циклу счета.

Процесс повтор етс  до тех пор, пока код значени  генерируемой функции , хран щейс  во втором счетчике 6, не станет равным коду минималь-. ного значени  функции, который хранитс  в четвертом регистре 29. Tot-- да на выходе четвертой схемы 27 срлв нени  по витс  , который, пройд  через элемент ИЛИ 34, поступит на счетный вход Т-триггера 13 и переведет его Б единичное состо ние, в результг1те чего закроетс ; элемент И 11 и вновь откроетс  элемент И 10, запреща  тем самым прохождение сигналов с выхода второй схемы 7 сравнени  на вычитающий вход второго счетчика 16 и разреша  прохождение сигналов с выхода первой схемы 6 сравнени  на су мирующий вход второго счетчика 16 и повторитс  вьшеопи-- санный процесс возрастани  функции до ее максимального значени .

Таким образом, процесс будет периодически повтор тьс , а на информационные выходы 44 цифрового генератора , которые подключены к единичным выходам.второго счетчика 16, будут вьщаватьс  параллельным код.м значени  генерируемой функции.

При работе с приращени ми после установки цифрового генератора периодических функций в исходное состо ние и ввода начальных данных на вход 36 ци фрового генератора подаетс  импульс , который переводит RS-триггер 35 в единичное состо ние. При этом с Нулевого вькода RS-триггера ,35 на вход элемента И 2 будет поступать нулевой потенциал, запреща  прохождение тактирующих импульсов с задающего генератора . Высокий потенцил с единичного выхода RS-триггера 35 поступает на вторые входы элементов И 4 и 19, разреща  прохождение через элемент И 4 импульсов конца ите- рйции, поступающих на вход 42 цифрового генератора, а через элемент И 19 - импульсов начала итерации.

поступающих на вход 43 цифрового гене;- на счетный вход D-триггера 20, устаратора .

Работа в этом режиме происходит следующим образом. На вход 41 сигнала пуска цифрового генератора поступает импульс, который переводит в единичное состо ние RS-триггер 12 и Т-триггер 13. С единичного выхода RS-триггера 12 на третьи входы элементов И 4 и 19 и вторые входы элементов И 10 и 11 поступает разрешающий потенциал. Импульсы конца ите- с входа 42 цифрового генератора через элемент Я 4 и элелмент ИЛИ 3 поступают на счетный вход первого

30946S ..

счетчика 5. Положительный потенциал на единичном выходе Т-триггера 13 открывает элемент И. 10, разреша  прохождение сигналов с вькода первой схемы 6 сравнени  на сут-1мирую- щий вход второго счетчика 16, а нулевой сигнал на нулевом выходе Т-триггера 13, подключенного к пхо10 ЯУ элемента И I 1 , запрещает прохождение через этот сигналов со второй схемы 7 сравнени  на вычитающий вход второго сче тчика 6. ПервЕт : 5 осутцествл ет подсчет им15 пульсов конца итерации, поступающих с вычислительного устройства. Когда код на единичных выходах первого счетчика 5 станет равным коду значени  обратной величины коэффи20

циента К. генерируемой функции.

который хранитс  в первом регистре о, на выходе первой схемы 6 сравнр;;и  по витс  сигнал, который, пройд  через элемент И 10, поступит на сумми5 рующий вход второго счетчика 16 и

на вход установки в единичное состо ние PG-триггера 14, который устанавливаетс  в единичное состо ние.Вследствие этого значение генерируемой

0 функции получит положительное приращение . Кроме того, сигнал с выхода элемента И 10 будет поступать каждый раз при достижении равенства кодов через элемент 11Г1И 15 и через элемент 18 задержки на вход, установки в нулевое состо ние первого счет- чшча 5 и будет сбрасывать его в нулевое состо ние, подготавлива  к следующему циклу счета.

Единичный потенциал с выхода RS- триггера 14 поступает на D-вход первого D-триггера 20. Импульс начала итерации, поступающий с. входа 43 циф- ровогс генератора через элемент И 19

5

0

навливает последний в единичное состо ние . Высокш потенциал с единично- ного выхо да D-триггера 20 поступает на первый вход элемента И 22, разре- Q ша  тем самым прохождение следующего импульса конца итерации через элемент И 22 п элемент ИЛИ 24 на вход установки в нулевое состо ние RS-триггера 14. RS-триггер 14 возвращаетс  в нулевое состо ние. Таким образом, на выходе 45 цифрового генератора , который соединен с единичным выходом RS-,тpиггepa 14, будет существовать единичный потенциал поло-

5

10

15

20

25

жительного приращени  в течение времени , равном длительности одной итерации .

Процесс повтор етс  до тех пор, пока код значени  генерируемой функции , хран щейс  во втором счетчике 16, не Станет равным коду максимального значени  функции, который хранитс  в третьем регистре 28. Тогда на выходе тртьей схемы 26 сравнени  по витс  сигнал, который, пройд  через элемент ИЛИ 34, поступит на счетный вход Т-триггера 13 и переведет его в нулевое состо ние.

Вследствие изменени  состо ни  Т-триггера 13 закроетс  элемент И 10 и откроетс  элемент И 11, тем са- мьм запреща  прохождение сигналов с выхода первой схемы 6 сравнени  на суммирующий вход второго счетчика 16 и разреша  прохождение сигналов с выхода второй схемы 7 сравнени  на вычитающий вход jrroporo счетчика 16.

Первый счетчик 5 осуществл ет подсчет импульсов конца итерации до тех пор, пока на его единичных выходах не по витс  код, равный коду значени  обратной величины коэффициента К 30 генерируемой функции, который хранитс  во втором регистре 9. При равенстве кодов на выходе второй схемы 7 сравнени  по витс  сигнал, который, пройд  через элемент И.11, посту- на вычитающий вход второго счетчика 16 и на единичньй вход RS-триг- гера 17, который устанавливаетс  в единичное состо ние. Вследствие этого значение генерируемой функции получит отрицательное приращение.Кроме того, сигнал с выхода элемента И 11 будат поступать каждый раз при равенстве кодов -через элемент ИЛИ 15 и элемент 18 задержки на вход установки в нулевое состо ние первого счетчика 5 и будет сбрасывать его в нулевое состо ние, подготавлива  к следуюЕ(ему циклу счета.

Единичный потенциал с выхода RS- триггера 17 поступает на D-вход второго D-триггера 21. Импульс начала итерации, поступающий с входа 43 ди(|)рового генератора через элемент И 19 на счетный вход D-триггера 21 устанавливает последний в единичное состо ние, разреша  прохождение сле- дутащего импульса конца итерации через элемент И 23. Импульс конца ите45

50 .

55

35

40

0

15

0

25

30 рации , поступающий с выхода элемента И 4, пройд  через элемент li 23 и элемент 1-ШИ 25, возвращает RS-триг- гер 17 в нулевое состо ние. Таким образом , на выходе 46 цифрового генератора , который соединен с единичным выходом RS-трчггера 17, будет существовать единичный потенциал отрицательного приращени  в течение времени , равном длительности одной итерации .

Процесс повтор етс  до тех пор, пока код значени  генерируемой функции , хран щейс  во втором счетчике 16, не станет равньм коду минималь- . ного значени  функции, который хранитс  в четвертом регистре 29. Тогда на выходе четвертой схемы 27 сравнени  по витс  сигнал, который, пройд  через элемент Ш1И 34, поступит на счетный вход Т-триггера 13 и переведет его в единичное состо ние, в результате чего закроетс  элемент И 11 и вновь откроетс  элемент И 10, запреща  тем самым прохождение сигналов с выхода второй схемы 7 сравнени  на вычитающий вход второго счетчика 16 и разреша  прохождени  сигналов с выхода первой схемы 6 сравнени  на суммирующий вход второго счетчика 16 и повторитс  вьш еописанный процесс возрастани  функции до ее максимального значени .

Вьшюписанные процессы возрастани  и убывани  функции будут периодически повтор тьс , а на информационные выходы 45 и 46 цифрового генератора периодических функций будут поочередно выдаватьс  соответственно положительные и отрицательные приращени  генерируемой функции.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   45 Цифровой генератор периодических функций, содержащий задающий генератор , три счетчика, четыре схемы сравнени , четыре регистра, дешифратор, четыре элег.ента И, группу элементов

   0 И, два- элемента ИЛИ, RS-триггер, Т- . триггер и элемент задержки, причем выход первого счетчика подключен к первым входам первой и второй схем сравнений, вторые входы которых под55 ключены к выходам первого и второго регистров соответственно, выход задающего генератора подключен к первому входу первого элемента И, выход первой схемы сравнениуг подключен к пер35

   40

   вому входу второго элемента И, выход второй cxeNr.i сравнени  подключен к первому входу третьего элемента И, вторые входы первого, второго и третьего элементов И подключены к пр мому выходу первого RS-триггера, третий вход BTOpoi o элемента И подключен к пр мому выходу Т-триггера, инверсный выход которого подключен,к третьему входу третьего И, выход второго элемента И подключен к суммирующему входу второго счетчика и первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого и вычитающий вход второго счетчика подключены к выходу третьего элемента И, выходы элементов И группы подключены к информационным входам первого, второго, третьего и четвертого регистров и второго счетчика, выход которого подключен к первым входам третьей и четвертой схем сравнени  и  вл етс  информационным выходом генератора, вторые входы третьей и четвертой схем сравнени  подключены к выходам третьего и четвертого регистров соответственно, выходы и четвертой схем сравнени  подключены к первому и второму входам второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу Т-триггера , входы разрешений записи второго счетчика, первого, второго, третьего и четвертого регистров подключены соответственно к первому, второму , третьему, четвертому и п тому выходам дешифратора, вход которого подключен к выходу третьего счетчика, суммирующий вход которого по |;ключен к выходу четвертого элемента И, первый вход которого и первые входы элементов И группы подключены к входу выбора функции генератора , вторые входы элементов И группы подключены поразр дно к ин- фopмau oннoмy входу генератора,вход сопровождений данных которого подключен к второму входу четвертого элемента И, входы сброса RS-триггеТ-триггера , второго и третьего счетчиков, первого, второго, третьего и четвертого регистров и третий вход первого элемента ИЛИ подключены к входу сброса генератора,

   ВНИШИ Заказ 5342/50

   jpa

   вход пуска которого подключен к установочным входам первог-о НЯ-триг- гера и Т-триггера, вход сброса первого счетчика через элемент задержки подключен к выходу первого элемента ИЛИ, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет обеспечени  выдачи значе)ий генерируемой функции в виде приращений, в него дополнительно введены четыре элемента И, три элемента ИЛИ, три К9« триггера, два D-триггера, причем

   выход первого элемента И подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика, первые входы п того и шестого элементов И подключены соответственно к входам конца и начала итерации генератора, третий вход первого элемента И подключен к инверсному выходу второго RS-триггера, пр мой выход которого подключен к вторым

   входам п того и шестого элементов И, третьи входы которых подключены к пр мому выходу первого RS-триггера, выход п того элемента И подключен к

   второму входу третьего элемента ИЛИ и к первьЕМ входам седьмого и восьмого элементов И, выход шестого элемента И подключен к входам синхронизации первого и второго D-триггеров , выходы которых подключены к вторьм входам седьмого и восьмого элементов И, выходы которых подключены к первым входам четвертого и п того элементов ИЛИ, вт.орые входы

   которых подключены к входу сброса генератора, выходы четвертого и п того элементов ИЛИ подключены к входам сброса третьего и четвертого RS-TpHi . еров, входы установки которьгх подключены к выходам второго и третьего элементов И, пр мые выходы третьего и четвертого RS-триггеров подключены к входам данных первого и второго D-триггеров и к выходам

   положительных и отрицательных приращений функции генератора, вход сброса которого подключен к входу сброса второго RS-триггера, вход установки которого подключен к входу

   выбора режима работы генератора.

   Тираж 704

   Подписное