Функциональный генератор Советский патент 1983 года по МПК G06G7/26 

(1 :6j е п i +1) ВХОДОМ к . j управяющему входу счетчика с управляемой разрядностью, а выходом - у. первому входу -i-ro элемента И, соединенного выходом со счетным входом,. .1 триг гера, подключе1шого вькодом к второму входу ( -i+1)-го элемента И, причем первый элемент И соединен вторым входом со счетным входом счетчика с уп равляомой разрядностью, а и й элемент И подключен первым входом и выходом соответстве1Шо к первому управляющему в ходу счетчика с управляемой разрядностью и к счетному входу п-го триггера.

4/ Генератор по п. 1, отличаюий с я TCMj что блок формирования импульса окончания интервала содержит

элементы И к элемент ИЛИ, выход которого является выходом блока формирования импульса окончания интервала, причем каждый 1-и (1 И1 , где im количество различных групп интервалов аппроксимации) элемент И подключен выходом к соответствующему юсоду элеменгта ИЛИ, первым входом - к i -му управляющему входу блока формирования импульса окончания интерва/га, а вторым входом - к вькоду ( ми-1)-го элемента И входы которого являются первой группой информационных входов блока формирования импульса окот1ания интервала, а третьи входы первых W элементов И являются второй группой информационных входов блока формирования импульса окончания интервала.

1. ФЗ КЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий генератор импульсов, подключенный вьосодом к сче-гаому BXo/QT основного счетчийа, дешифратор и aajEiOMHHaiouiee устройство, соединенное выходами кодов узловых значений ординат: с цифровыми входами соответственно первого и еторогЧ) нифроаналогОвых прс-- образователей, подкл1очеша 1х выходами к аналоговым- входам третьего цнфроаналого. вого прео)азователя, выход которого является выходе функционашэного ген фа- тора, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения функций, в него дополнительно рведены &ПЖ сдвига кода, счетчик с управ-ляемой разрядностью и блок формирования импульса окончания интервала, соединешшй первой и второй группами инфо1 «ационных входов с выходами разрядов соответственно основного счетчика и счетчика с управляемой .разрядностью, а выходом - с входами обнуления основного счетчшса и счетчика с управляемой разр1одностью и с Bxofi ; запоминающего устройства, подаш1очёш(р1ч5 1ЯЖкода признака oftxaoA дешифратора, соеД11нек ЁС1 г6 с соответствукяцими управайюйхкйц входами счетчика с управляемс ра9 Е|р|Р9 блока формнроваякй Ш 71Сьювч сЬ| ешия интервала и блока cojaetra кода подключенного вькодами к цифровым вкрдам ци роанадогового преобразователя, а «ЙЮ АЙЦЙОННЫМИ BXoj:UiMH к выходам разрядов основного счетчика и счетчивд с управляемой раарадностью,; счетный вхЬд кого го соединен с выходом старшего разряда основного счетчика. . - ; : .- ;- 2.Генератор по п. 1, от л а ч ею щ и и с я тем, что запоминакщее уст ройство сааержвт блок памяти, гор и счетчик, счетный вход которого . являетсяВХОДОМ запомйнакндеххэ устройства, а выходы разрядов соединены с , входами дешв | эатора| подключенного вы ходами к шсодам блока памяти, первая и вторая г{7Ш1ы ВЫХ01ДОВ которого являются выходами кодов узловых 3Ha {e«idt ощинат запомниающеро устройстьа.а третья группа Зьссодов - выходами кода признака длины ;о интервала запоминающего устройства. 4 3.Генератор по п. 1, о т л и ч а ю Од щ и и ся тем,что счетчик с управляемой . 4; разр5щностью содержит элементы И и ИЛИ и группу триггеров, входы обнуления которых соединены с входом оби/ления счетчика с управляемой разрядностью, а выходы являются выходами разрядов счетчика с управляемой разрядностью, . причем каходый -1-й

.Изобретение относится к автоматике . и вычислительной технике, в частности к генераторам нелинейных функций с цифровым хранением данных о воспроизводимой функции и аналоговым представлением выходного сигнала.

Известен нкциональный генератор содержащий цифроаналоговые преофазователи, управляемый инвертор, интеграTops компараторы, блок управления, ноточник опорного налр$мсёния, счетчик, блок памяти и суммирующие усилители М ...

Нед оста тк-ом данного функционального генератора является пониженная инструментальная точность воспроизведеша функций.

Известен также функциональньй генератор, содержащий формирователь импульсо счетчик, блок памяти, блок поразрядного сравнения кодов, коммутатор и резистор- ную матрицу t2j .

Недостатком данного функционального генератора является пониженная методиче кая точность воспроизведения нелинейных функций.

Наиболее близким к изобретаншо по технической сущности тляется функцйональный генератор, содержащий генератор импульсов, подключенный выходом к счетному входу основного счетчика, дешифраторы и запоминающее устройство, соед1таенное выходами кодов узловых

значений ординат с цифровыми входами с оответственно пе рвого и второго цифроаналоговых преобразователей, подключенных выходами к аналоговым входам третьего цифроаналогового преобразователя, выход которого являе1х:я вькодом функционального генератора, а цифровые входь соединены с выходами разрядов основного счетчика, подключенного входами управления реверсом к входам запоминающего устройства и к выходам триггера, соединенного установочными входами с выходами двух дещифраторов, входы которых подключены к вьтхоаам; разрядов основного счетчика СЗ.

Недостатком известного устройства i является пониженная точность воспроизведения функций из-за равномерного характера разбиения на интер1 алы аппроксимации.

Целью изобретения является повышен точности воспроизведения ф5Т1Кций,

Эта цель достигается те:м, что в функциональный генератор, содержащий генератор импульсов, подключенный выходрм к счетному входу основного счетчика, и запоминающее устройс тво, соединенное выходами кодов узло вых значений ординат с цифровыми входами соответственно первого и Bixsporo икфроаналоговых преобразователей, подалюченных выходами к аналоговым входам третьего цифроаналогового преобразователЯ| выход которого является вьрсрдом .функционального генератора, дополнйфельно введены блок сдвига кода, счетчик с управляемой разрядностью и блок формирования импульса окончания интервала, соединенный первой и второй группами информационных входов с выходами разрядов соответственно основного счетчика и счетчика с управляемой разрядностью. а выходом-с входами обнуления основного счетчика и счетиика с управляемой разрядностью и с входом запоминающего устройства, подключенного выходами кода признака длины интервала к входам дешифратора, соединенного выходами с соответст&ующими управляющими входами счетчика с управляемой разрядностью, блока формирования импульса окончания интервала и блока сдвига кода, подалюченного выходами к ци5чх вым входам третьего цифроаналогового преобразовате ля, а информационными входами - к выходам разрядов основного счетчика и счетчика с управляемой разрядностью. счетный вход которого соединен с выходом старшего разряда основного счетчика. При этом запоминающее устройство содержит блок памяти, дещифратор и счетчик, счетный вход которого является входом запоминающего устройства, а выходы разрядов соединены с входами д ешиф|эатора, подключенного вькодами к входам блока памяти, первая и вторая группь вьрсодов которого являются выходами кодов узловых значений ординат за поминающего устройства, а третья групп выходов - выходами кода признака длины интервала запоминающего устройства. При этом счетчик с управляемой разрядностью содержит элементь И и ИЛИ и группу триггеров, вхс;ды обнуления которьк соединены с входом обнуления счетчика с-управляемой разрядностью, а выходь явл$1ются выходами разрядов счетчика с управляемой разрядностью, причем каждый i-й (1 -f 5 п-1, где п - общее количество разрядов счет чика с управляемой разрядностью) элемент ИЛИ подключен каждым j -ым ( n-i+l) входом к j-му управляющему входу счетчика с управляе мой разрядностью, а выходом - к первому входу i -го элемента И, соединенного выходом со счетным входом i -го триггера, подключенного выходом к второму входу ( i +1)-го элемента И, причем первый элемент И соединен вторьпи входом со счетным входом счетчика с 10 44 управляемой разрядностью, а пни элемент И подключен первь1м входом и вьссодом соответственно 15 первому управляющему входу счетчика с управляемой разрядноевью и к счетному входу п-го триггера. При этом блок формирования импульса окончания интервала ссадержит элементы И и элемент ИЛИ, выход которого являет выходом блока формирования импульса окончания интервала, причем каждый ( « i :5 И1 , где w - количество раз- личных групп интервалов аппроксимации) элемент И подключен выходом к соответ ст ующему входу элемента ИЛИ, первым входом - к -i -му управляющему входу блока формирования импульса окончания интервала, а вторым входом - к выходу (1 +1)го элемента И, входы которого 5голяются первой группой информационных входов блока формирования импульса окончания интервала, а третьи входы первых m элементов И являются второй группой информационных входов блока формирования импульса окончания интерНа i/Kr, 1 изображена блок-схема функционального генератора и запоминающего устройства; на фиг. 2 - блок-схема счетчика с управляемой разрядностью; на фиг. 3 - схема блока формирования импульса окончания интервала. Функциональный генератор (фиг. 1) содержит генератор 1 импульсов, подключенный выходом к счетному входу основного счетчика 2. Запоминающее уст ройство 3 соединено ш и:одами кодов узловых значений ординат с цифров&ми входами первого и второго ци4роаналоговых преобразователей 4 и 5. Выходы преобразователей 4 и 5 подключены к бшалоговым входам третьего цифроана- логового преобразователя 6, выход которого является выходом функционального генератора. Блок 7 формирования импуль са окончания интервала соединен первой и второй группами информационных входов с выходами разрядов соответственно основного счетчика 2 и счетчика 8 с управляемой разрядностью, а выходом с входами обнуления счетчиков 2 и 8 и с входом запоминающего устройства 3, Запоминающее устройство 3 подключено выходами кода признака длины интервала к входам дешифратора 9. Выходы дешифратора 9 соединены с соответствующими управляющими входами счетчика 8, блока 7 и блока Ю. сдвига кода. Блок 10 подключен выходами к цифровым входам 510 иифроаналогового преобразователя 6, а информаииошзыми входами - к выходам разрадов счет«1иков 2 и 8. Счетчик 8 соед1шен счетшлм входом с выходе старшего разряда счетчика 2. Зап(/гшшк щее 5стройетво 3 может быть выполнено, например, содержащим блок 11 памяти, дешифратор 12 и счетчик 13, счетный вход которого является входом устройспва 3, а выходы разрядов соединены с входами дешифратора 12. Выходы дещифIpaTopa 12 подключены к входам блока 11 памяти, первая и вторая группы выходов которого являются выходами кодов узловых значений ординат устройства 3, а третья группа выходов - выходами кода признака длины интервала. Счетчик 8с управляемой разрядностью (фиг. 2) может быть вьтолнен, например, содержашим элементы И 14 и ИЛИ 15 и группу триггеров 16, входы обнуления которых соединены с входом обнуления счетчика 8 а выходы являются выходами разрядов счетчика 8. Каждый -и (1 1 : где и - общее количество разрядов счетчика 8) элемент ИЛИ 15 подключен каждым j -м ( 1 € J п- 1 +1) Еходом к j -wy управляющему входу счетчика 8., а выходом - к первому входу i -го элемента И 14 соединенного выходом со счетным входом i -го триггера 16, подключенного выходом к второму входу { +1)-го элемента И 14. Первый элемент И 14 соединен вторым входом со счетт,1м входом счетчика 8, а п-й элемент И 14 подключен первым входом и выходом соответственно к первому управляющему входу счетчика 8 и к счетному входу п-гр триггера 16, Блок 7 формирования импульса окончания интервала (фиг, 3) может быть вьтолнен, например, содержащим элементы И 17 и элемед т ИЛИ 18, выход которого является выходом блока 7. Каждый -t -и (1-е: i «: VM , где m - количество различ ных групп интервалов аппроксимации) элемент И 17 подключен выходом к соответствующему входу элемента ИЛИ 18, nepBbiM входом - к i -му управляющему входу блока 7 S вторым входом - к выходу ( утп+1)го элемента И 17, входы которого ЯВЛЯЮ1СЯ первой группой информационных входов блока 7. Третьи входы первых YY элементов И 17 являются второй группой информационных входов блока 7. Блок 10 сдвига кода представляет собой комбинационную логическую схему, имеющую ипфсрмациоиньсс входов (где Оупох - количество двоичных 64в раарадов, необходимое для представления интервала аютроксимаиии наибольшей дливы ( ) и такое же число выходов. Количество управляющих входов блока 10, аналогично блоку 7, равно количеству различных групп интервалов аппроксимации. Общее количество разр$адов счетчика 8 выбирается равными 9тОЧ ги1и ® vi-in количество двоичнЬхх разрядов, необходимое для представления интервала аппроксимации наименьшей длины )Дешифратор 9 в соответствие кодовому состоянию счетчика 13 возбуж- денное состояние одной из выходных шин. Количество выходных шин дешифратора 9 соответствует числу различных групп интервалов аппроксимации, отл гчаюшихся длинами интервалов. Пусть, например, после проведения аппроксимации оказалось, что все интервалы можно разбить на четыре группы; первая гр;ушпа включает все интервалы с длинами , далее следуют дае группы интервалов с длинами С {зответственно 2дХ.уу,, и Наконец, в четвертую группу попадают интервалы длиной лХпюж мш Из рассмотренного примера следует, что m «4 дешифратор 9 должен Иметь четыре вькода. Количество входов дешифратора равно колич;еству триггеров второго счетчика 13, Перед началом работы генфатора производится его программирование, которое заключается в записи в блок 11 кодовых значений Щ и Щ .,«a.,r«т,«v гл«гт«««пч ху . ; соответствующих ординатам границ . -го интервала аппроксимации (для всех J ), а также кодаН признака штервала аппроксимации. Перед работой генератора поступает сигнал Сброс (цепи подачи этого сигнала не показаны), который устанавливает в исходное состояние все три счетчика. что подготавливает генератор к воспроизведению первого интервала аппроксимапии. Это значит, что состояние счетчика 13 отвечает первому интервалу аппроксимации. Указанное состояние сче- чика 13 дешифрируется дешифратором 12, который вьшопняет функции адресного блока по отношению к блоку 11 памяти. При этом из блока 11 памяти будет происходить считьюание информации, относящейся к первому интервалу. Коды Ы и Mj преофазуются с помощью цифоаналоговьк 1реобразователей 4 и 5 в напряжения U и U2 , поступающие на налоговые входы третьего цифроаналого710Bcrp пр {% аэовафеля 6, Одаобремжно кодМ - поступает на входы . тора б, сигнал с ашюда которого настра Егает блок 1О- сдавига кода, блок 7 формирования импульса сжончания интервала vatTt ) элементов И 14, а также («IwpTk . логических элементов ИЛИ 15, вховящих в состав счетчика 8, Непосредственная работа функииональ ксих) генерато шминается после npiixoда сигаала Tlyck на упршаляющий вход генератора 1 ймпу/шсрв При этом вы- Х1рдные ишульсы генёратсфа 1 поступают на счетный вход счетчика 2, вызывая его заполнение Выходные напряжения функи наяьногр генератс фо мирукзтся на вькоде цй юашЛогового преобразователя 6. по мере заполнения счетчиков 2 и 8, Сигналы управления цифро-. аналоговый преобразователем б поступают непосредственно с выходов блока 1О сдвига кода Логика работы блока 1О такова: если фушшия моде- лируется на интервале Наибольшей длины то по сигналу дешифраторе 9 код Vmaч«l-q max-..oi(Vmi, без сдвига {нулевой сдвиг) передается с вькодов счетчиков 2 и 8 на цифровые входы преобразователя 6. В этом случае на его выходе формируется напряжение CUg-U lN-pJ .. Если функция моделируется на интерв ле длиной Л ) по сигналу дешифратора 9 выходной код блока 10 сдвигается на один разряд в сторону старших разрядов по отношению к коду на входе блока Ю. Таким образом, преобразователь 6 управляется кодом сд -« «VvriaY -1° (Vwov-г - oi .- -ot О Теперь на выходе цифроаналсях)вого преобразователя 6 формируется напряжение и-и,. i iiJilN iVrnQt-l .. Если, наконец, функция моделируется на интервале наименьшей длины, то блок 10 обеспечивает подачу на цифровь входы преобразователя 6 кодаМ ° т вEtt,Y„xiи( i°i-O,...,0, образу щегося после сдвига кода N на ) 64,8 petapofsos влево. При этом на выходе прербразователя 6 фсфмир;гется наяряжение i 1,.... . , . CCVnr«ax- VmiM3 , , где 7. 1. Такимо6раэоМ| счетчики 2 и 8 функ иоаируют как единый счетчик, Например, если текущий интервал имеет наибольшую длину, то на выходе дешифратора 9 появляется сигаал, котоpjyft, проходя через все элементы или 15, открьшает все эл иенты И 14. Тем самым все триггеры 16 соединяются между собой и с выходом тригг ж старщего {шзряда счетчика 2 в еданыйС разрядный двоичный счетчику причем сигнал переноса формируется при изменении информации на выходе предыдущего триггера из 1 в О Переход к следукяцему интервалу аппроксимаиш осуществляется после появления единичного сигнала на выходе блока 7 формирования импульса окончания интервала. Пусть для примера текущий инте|шал имеет длину Тогда при единичном состо5шии всех триггеров счетчика 2 ив, выходе ( w +1)-го элемента И 17 формируется единичный сигнал. АналогичньШ сигнал формируется также на выходе -го элемента И 17 и на выходе элемента ИЛИ 18. Этот последНИИ сигнал воздействует на счетный вход счетчика 13 и его в состояние, соответствующее второму интервалу аппроксимации Дешифратор 12 инициирует адресные шины блока 11 памяти, из которого происходит считывание информации, относящейся к второму интервалу. Коды Nj и N3 преобразуются с помощью цифроаналоговых преобразователей 4и 5 в напряжения , itoctynarofflHe на аналоговые вхоаы ци4чх Ш1алогового преобразователя 6. О,0новремёшю ригнал с выхода блока 7 сбрасьшает в О счетчики 2 и 8, переводя их тем самЬ1м в состояние, соответствующее началу второго интервала. Дальнейшая работа функционального генератора протекает аналогич1ю изложенному. При необходимости сглаживания выходного напряжения на выходе функциональнсмгЧэ ген атрра может быть включен фильтр. Импульс переполнения счетчика 13 может служить признаком окончания работы устройства. При необходимости геие;рацйи периодических функций сброс счет91016464,10

чика 13 означает переход к первомувоспроизведения «io mcumi сохранении

интервалу аппроксимации после чего ра- емкости блока паМяти может бота устройства возобновляется в пёриоди- быть существенно повышена за счет того, ческом режиме.:что длины интервалов аппроксимаций выТаким образом, в отличие от известно- т.е. от ее кривизны на казкдом конкретном го, в предлагаемом генераторе точностьинтервале.

S бираются, исходя из поведения || нкиии,

r

г

e

T

«О Ь. оto Ь- Qfi

-T :-W-A- :i .

V5 Ь «.

fS,

А 7л

CN

м у V

«

t

1

от2 П

от 8

фиг. 5

П

18

г

17