Функциональный генератор Советский патент 1983 года по МПК G06G7/26 

Изобретение относится к области йыннслителькой техники,

Известен функциональный генератор, содержащий многофазный мультийибраторр интегратор, .клкзчи и аналоговое запоминаквдее устройство, принцип работы которого основан на суммировании- треугольных импульсов l) «

Недостатками устройства являются низкая точность, поскрльку каждый участок аппроксимации воспроизводится в результате сложения двух треугольных функций, и отсутствие средств ввода ненулевых начальных значений функции. ,

Наиболее б.лизким по технической сущности к изобретению является . функциональный генератор, содержащий операционный усилитель, интегрирующий конденсатор, два источника

ступенчатых напряжений, два токозадайщих {эезистора и ключ, причем истрч-НИКИ ступенчатых напряжений через соответствукицие токозадающие резис торы подключены к -обдему выводу, ключа и интегрирующего конденсатора, .включенного в цепь обратной связи операционного усилителя, а выход операционного усилителя является выходом функционального генератора.

Недостатками известного функдионального генератора являются навозможность введения ненулевых начальных значений, функции и низкая точност воспроизведения функции, что. обус-. . ловлено возможностью накопления ошибок . отдельных участков аппроксимации„ I .

Целью изобретения является повышение точности к расширение класса воспроизводимых функций.

Поставленная цель достигается тем, зто в функциональный генератор, содержащий операционный усилитель, интегрирующий конденсатор, два источника ступенчатых напряжений, два токозадающих резистора и ключ, причем источ:ники ступенчатых напряжений 4ieрез соответствующие токозадаюише резисторы подключены кобщему выводу ключа и интегрирующего конденсатора, а выход операционного усилителя является выходом функционального генератораf введены генератор тактовых тЛШуль сов, дополнительный, ийточ-г ник ступенчатого напряжения, резис,гивный. делитель напряжения и масштабный резистору причем неинвертярующий вход операционного усилителя соединей с общим выводом ключа и иатегрирующего конденсатора и через масйггабный резисто.р - с его выходом, инвертирующий вход подключен к среднему выводу резистивного делителя напряжения, крайние выводы которого соединены сЪответственНО с вы8.одом операционного усилителя и с шиной нулевого потенциала, свободный вывод и управляющий вход ключа подключены

соответственно к дополнительномуисточнику ступенчатого напряжения и генератору тактовых импульсов, а свободный .вывод интегрирующего конден.сатора соединен с шиной нулевого потенциала.

На чертеже-представлена схема функционального генератора.

Функциональный генератор содержит источники 1-3 ступенчатых напряжений токозадаю111ие резисторы 4 и 5, масштабный резистор .6, резистИвный делитель напряжения на резисторах 7 и 8, генератор 9 тактовых импульсов, ключ 10, операционный ус.илитель 11 и интегрирующий конденсатор 12.

Генератор работает следующим образ:ом.

В исходном состоянии напряжение Ugx нэ выходе источника 1 и напряжение Ug на выходе источника 2 равны нудж, напряжение UBXJ на выходе источника 3 равно половине начал ного значения te воспроизводи-, мой.функции: Ugx3 0,5 fg . В ндчаль ный момент времени t4 импульс управления с выхода генератора 9 открыва et ключ 10 на очень короткий интерва времени, в течение которого конденсатор 12 заражяется от источника 3 до уровня UBX . При этом выходное напряжение усилителя

RT

.рУ,СИ- :-) - Uj, 2и„., fe.

ч„. :

Ч если сопротивления резисторов 7 и 8

одинаковыt Ry Re.

В течение первого интервала аппроксимации выходе источ ника 2 или 1 поддерживается Постоянный уровень, который определяет угол наклона пилообразного напряжения на выходе устройства - формируется, первое звено аппрокси№1рукадей ломаной (для линейного заряда конденсатора 12 необходимо, чтобы сопротивления резисторов 4-6 были связаны соотНршением-RJs R 4- Ну )

При t :t| генератор вновь oTKpHsaie ключ 10 на короткий промежуток времейй, К этому моменту на выходе источника 3 установлено, постоянное напряжение . рйвное 0, 5 f ;f , где f - значение воспроизводимой функции при . В результате напряжение на конденсаторе 12 становится равным U jj.j , а

на выходе устройства - f, .

I ,- , , .

В течение второго.-интервала аппросимации на выходе генератора 9 формируется второе звено ломаной, наклон которого задается постоянньм уровнем с выхода источника 1 или 2.

дальнейшее формирование аппроксимирующей лсманой происходит аналогично описанному.

Таким образом, в предлагаемом ус сройстве, также как и в известном, реализуется кусочно-линейная 10562 аппроксимация воспроизводимой функ-, ции путем интегрирования ступенчатых сигналов с.выхода источников 1 2. Однако значения выходного напряжения в узлах аппроксимации задаются непосредственным зар}здом конденсато-5 ра 12 от источника 3. Благодаря этоМ.У полная ошибка интегрирования в течениевсего процесса не превосходит сшибки формирования одного звена ломаной/ что повышает точность рабо-10 ты генератора. Кроме TorOf источник 3 позволяет задавать в начальный момент ненуле1вое напряжение иа выходе генератоЪ 9, что расширяет класс воспроязводшных функций. . Технико-экономический эффект заключается в повышении точности и. расширения класса воспроизводимых функций за счет введения генератора тактовых импульсов дополнительного источника ступенчатого, напряжения и масштабного резистора, что позволило избавиться от накопления ошибок воспроизведения отдельных участков функции и воспроизводить фуикцин с ненулевыми начальными значениями.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР, , содержащий операционный усилитель, интегрирукиций конденсатор, два источника ступенчатых напряжений два токоэадающих резистора и ключ, при чем источники ступенчатых напряжений через соответствукицие токозадаяхцие резисторы подключены к общему выводу ключа и интегркруинцего конденсатора, а выход операционного усилителя является выходе функционёшьного генерат тора , отлича1ащийся теМ. что, с целью повышения точности и расширения класса воспроизводимых функций, в него введены генератор тактовых икшульсов, дополнительный источник ступенчатого напряжения, резистивный делитель напряжения и масштабном резистор, .причем неинвертирующий вход операционного усилителя соеуцинен с общим ВЫВРДСЯ4 ключа и иитегрирующего коядеасатора и масштабный резистор - с его выходом, инвертирЗ ||1ий вход подключен к среднему выводу резистивного делителя напряжения крайние выводы которого соединены соответственно с выходом операционного усилителя и с шиной нулевого потенциала, свободный сывод и управляющий вход ключа подключены соответственно к дополнительному источнику- CTjmeH4aToro напряжения и генератору тактовых импульсов, а свободный вывод интегриру1сшего конденсатора соединён с шиной нулевого потенциала..