Функциональный генератор Советский патент 1983 года по МПК G06G7/26 

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

входом с соответствующим управляющим входом блока формирования импульса окончания интервала, а вторым входомс выходом (п1 + 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 элементов И, кроме первого.

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 ан логовьши входами цифроаналогового преобразова теля, выход которого является выходом функциочального .генератора, о т л и ч ающи и ся тем/ что, с целью повышения точности воспроизведения функций,.в него дополнительно введе ны счетчик с управляемой разрядностью, блок формирования импульса окон.чания интервала, блок форшфования признака длины интервала и блок сдвига кода, подключенный выходакш 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 выходам блока формирования признака длины интервала, управляющие входы счетчика с управляемой разрядностью соединены 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 с вькодами разрядов счетчика с управля-с емой разрядностью, подключенного сче ным входом к выходу старшего разряда первого счетчика. 2. Генератор по п.1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что.счетчик с управ-а ляемой разрядностью содержит элементы И и ИЛИ и группу триг -еров, входы | обнуления которых соединены с входом обнуления счетчика с управляемой разрядностью, а выходы являются выходами соответствующих разрядов счетчика с управляемой разрядностью, причеггкаждый, ч-и

1

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

Известен функциональный генератор, 5 содержащий генератор импульсов, счетчик, дешифратор, блок аналоговой памяти, блок коммутации, блок формирования пилообразных напряжений, делитель напряжения и выходной сумма- ц тор tl.

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

Однако функциональный генератор характеризуется пониженной точностью 40 воспроизведения функций из-за равномерного характера разбиения функций на интервалы аппроксимации.

Цель изобретения - повышение точности воспроизведения функций. . с

Для достижения 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 управляющим входам соответствующих пар ключей группы, соединенных информационными входами с соответствующими выходами блока аналоговой памяти ординат, а выходами - с аналоговыми входами цифро ан ало го во го пр ео браз ов ат е л я, выход которого является выходом функционального генератора, дополнительно введены счетчик с управляемой-разрядностью блок формирования импульса окончания, интервала, блок-.формирования признака длины интервала и блок сдвига к.ода, , подключенный выходами к цифровым входам цифроаналогового преобразователя, информационными входами к выходам разрядов первого счетчика и счетчика с управляемой разрядностью а сдвигающими входами - к управляющим вхбдам блока формирования, импульса окончания интервала и к выходам бЛока формирования признака длины интервала управляющие входы счетчика с управляемой разрядностью соединены с соот- ветствующими 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 окончан ия интервала, соединенного первой з уппой информационных входов с выходами разрядов первого счетчика, а второй группой информационных входов - с выходами разрядов счетчика с управляемой разрядностью, подключенного счетным входом к выходу старшего разряда первого счетчика. При этом счетчик с управляемой разрядностью содержит элементы И и ИЛИ и группу триггеров, входы обнуления которых.соединены с входом обнуления счетчика с управляемой разрядностью, а .выходы являются выз одами соответствующих разрядов счетчика с управляемой разрядностью, причем каждый f-й (, где И- количество разрядов счетчика) элемент ИЛИ подключен каждым j-м ( и-f+l) входом к , j-y управляющему входу счетчика с управляемой.разрядностью, 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 управляемой разрядностью, а и-й элемент И подключен . первым входом и выходом соответственно к первому управляющему входу счетчика с управляемой разрядностью и к счетному входу и-ого триггера. При этом.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 ги ( где m - чис ло различных групп интервсшов аппроксимации) элементов И, каждый из которых соединен первым входом с соответствующим управляющим входом блока сформирования импульса окончания интер вала, а вторым входом - с выходом (yn+l)- ого элемента И, входы которого являются первой группой информационных входов блока формирования импульса окончания интервала, второй группой информационных входов которого являются третьи входы всех эле ментов-И, кроме первого. На фиг.1 изображена блок-схема функционального генератора , на фиг.2схема счетчика с управляемой.разрядностью прп )) на фиг. 3 - схема блока формирования импульса окончания интервала при1ш 4). , Функциональный генератор (фиг.1) содержит блок 1 аналоговой памяти ординат, группу 2 пар ключей, цйфроаналоговый преобразователь 3, блок 4 сдвига кода, генератор 5 импульсов, первый счетчик б, второй счетчик 7, блок 8 формирования импульса окончания, интервала, дешифратор 9., блок 10 формирования признака длины интервала и счетчик 11 с управляемой разрядностью. Генератор 5 подключен выхо;цом к счетному входу счетчика б. Счетчик 7 соединен выходами с входами дешифраtopa 9,подключенного выходами к управляющим входам соответствующих пар ключей группы 2, соединенных информационными входами с соответствующими выходами блока 1 аналоговой памяти ординат, а выходами - с аналоговьоли входами цйфроаналогового преобразова теля 3. Выход преобразователя 3 явля ется выходом функционального генератора для сглаживания выходного ступенчатого напряжения на выходе преоб разователя 3 может быть включен ;. фильтр 12 нижних частот). Блок 4 сдв га кода подключен выходами к цифровым входам, преобразователя 3, информационными входами - к выходам разрядов счетчиков 6 и 11, а сдвигающими входами - к управляющим входам блока 8 формирования импульса окончания интервала и к выходам блока 10 формирования признака длины интервала. При этом управляющие входы счетчика 11 соединены с соответствующими выходами . блока 10. Входы блока 10 соединены с выходами счетчика 7, подключенного счетным входом к входам обнуления счетчиков 6 и 11 и к выходу блока 8 формирования импульса окончания интер вала Блок 8 соединен первой группой информационных входов с выходами раз.рядов счетчика б, а второй группой информационных входов - с выходами разрядов счетчика 11., подключенного счётным входом к выходу старшего разряда счетчика 6. Счетчик 11 с управляемой разрядностью (фи-.2) может быть выполнен, например, содержащим группу триггеров 13, элементы ИЛИ 14 и элементы И 15. Входы обнуления триггеров 13 соединены с входом обнуления счетчика 11, а выходы триггеров 13 являются В1ыходами соответствую1дах разрядов счетчика 11. Каждый -i -и (-l ieH-l , где количество разрядов счетчика 11) элемент ИЛИ 14 подключен каждым Д-м (-Jrf «и-1-ь) входом к j -у управляющему 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 управлякяцвму входу i счетчика 11 и к счетнс входу Л-ого триггера 13. Количество разрядов счетчика 11 равно VwiwiJrfle. (№04 и .«Vww - количества двоичных разрядов, необходимые для представления интервала аппроксимации наибольшей и наименьшей длины соответственно) . I Блок 8 формирования импульса окончания интервала (фиг.З) может быть выполнен, например, соде1 жа1цим элементы И 16 и элемент ИЛИ 17, выход которого является выходом 6iioKa 8, а входы подключены к выходам гя ( где w -. число различных rpynrt интервалов аппроксимации) элементов И 16,.каждый из KOTopiJx соединен первым входом с соответствукяцим управлякяцим «ходом блока 8, а вторым входом - с выходом (.VH+l)-oro элемента И 16, входы которого являются первой группой информационных входов блока 8. Второй группой информационных входов блока 8 являются третьи входы первых (lll-l)-oro элементов И 16. Блок 4 сдвига кода представляет собой комбинационную логическую схему, имеющую информационных вхбдов, связанных с выходами разрядов счетчиков 6 и 11, и такое же чис ло выходов, подключенных к цифровым входаМ цифроаналогового преобразователя 3. Кроме того, блок 4 имеет W сдвигающих входов, подключенных к вы ходс1М блока 10 формирования признака длины интервала. Блок 10 формирования признака длины интервала также представляет собой комбинационную логическую схему, которая ставит в соответствие кодовому состоянию счетчика 7 возбуж денное состояние одного из своих выходов. Количество выходов блока 10 равно т- числу различных групп интервалов аппроксимации, отличающихся длинами интервалов. Пусть, например, после проведения аппроксимации оказа лось, что все интервалы можно разНомер интервала бить на четыре группы: перв.ая 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 резрядов второго счетчика 7. Отсюда следует, что воспроизводимая функция содержит семь интервалов интерполяции. В табл.1 приведено соответствие каждому, интервалу интерполяции четырехразрядного двоичного кода, формируемом во втором счетчике 7 (состоя-. ние счетчика 7, соответствующее коду 000, является начальным). Табл.1 является основанием для синтеза блока 10 формирования признака длины интервала. Таблица 1 не первого интервала и обеспечивает соответствующую настройку блока 4, а также подключает или не подключает дополнительное число разрядов счётчи ка 11 к выходу счетчика 6. Кроме то.го, сигнал с выхода блока 10 поЬтупает на соответствующий управляющий вход блока 8 формирования импульса окончания интервала. Непосредственная работа функционального генератора начинается после прихода сигнала: Пуск на управляющий вход генератора 5 импульсов. При этом выходные импульсы генератора 5 поступают на счетный вход счетчика 6 вызывая его заполнение. Выходное напряжение функционального генератора формируется на выходе преобразова теля 3 по мере заполнения счетчиков и 11. Сигналы управления преобразова тгелем 3 поступают непосредственно с выkoдoв блока 4. Логика работы блока 4 такова: если функция моделируется на интервале наибольшей длины,то по сигналу блока 10 код сдвига (нулевой сдвиг) передается с выходов счетчиков 6 и 11 на цифровые входы преобразователя 3. В этом случае на выходе преобразо вателя 8 формируется напряжение ,) V«a« где 0«М«2 -1,, Если функция моделируется на интервале длиной , то по сигналу блока 10 формирования при знака длины интервала выходной код блока 4 сдвигается на один разряд в сторону старлих разрядов по отношени к коду на информационных входах блока 4. Таким образом, преобразователь 3 управляется кодом Nci ot-f «a -t-,i,,«.lO. Теперь на выходе цифроаналогового преобразователя 3 формируется напряжение - I.-.I . .)Ngj: , OSN . Если функция моделируется на интервале наименьшей длины, то блок 4 обеспечивает подачу на цифровые вхо ды преобразователя 3 кода CD - Vmif(mi i-r- -l 1 00...Ov образующегося после сдвига кода HaC.Vwia) Раэрядов влево. При этом на выходе преобразователя 3 формируется напряжение fit fi ч .iib,,jr- где -1. Таким образом, счетчик б. и часть или все разряды счетчика 11 функцио-t ниpvют как единый счетчика Переход к следующему интервалу ап проксимации осуществляется после по-, явления единичного сигнала на выходе блока 8 формирования импульса окончания интервала. Пусть для примера текущий интервал имеет длину ЛьКинп, Тогда i. 1 (фиг.З), и при единичнсм состоянии всех триггеров, счетчика б на выходе ( hi +1 )-ого элемента И 16, форьшруется единичном сигнал. Аналогичный сигнал формируется также на выходе элемента ИЛИ 17. Этпт последний сигнал воздействует на счетный вход второго счетчика 7 и переводит его в состояние, соответствупцее ато рому интервалу аппроксимации. Дешиф-: ратор 9 подключает через группу-2 ключей напряжения соответствувмщх ординат функции к аналоговым входам преобразователя 3. Одговременно сигнал с выхода блока 8 сбрасывает-«- О счетчики 6 и 11, переводя их тем самым в состояние, соответствукщее началу второго интервала. Дальнейшая работа функционального генератора протекает ангшогично вышеизложенному. Импульс переполнения счетчика 7 может служить признаком окончания работы. При необходимости генерации пе-. риодических функций сбррс счетчика 7 означает переход к первому интервалу, после чего работа генератора возобновляется в периодическом режиме. . Таким образом, в предлагаемом функциональном генераторе, за счет разбиения аргументов на неравномерные интервалы аппроксимации повышается точность воспроизведения функции, что особенно важно в слунае генерации функций со значительными изменениями кривизны при ограниченной емкости блока аналоговой памяти орд|1Нат.

фуг J