Генератор функций Советский патент 1984 года по МПК G06G7/26 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для аппроксимации симметричной функции времени.

Известен генератор функций, содержащий блок делителей напряжения, инвертор, элемент ИЛИ, интегрирующий усилитель, элемент компенсации, входного тока, п задающих триггеров и п пороговых элементов , l .

Недостаток этого генератора конструктивная сложность при формировании симметричных функций времени, заключающаяся в отдельно:; форми.ровании возрастающих и убываишх участков кривой.

Наиболее близким к предлагаемому является генеоатор функций, содержащий блок делителей напряжения,инвертор, элемент ИЛИ, первый вход которого является входом запуска генератора, операционный усилитель, выход которого является выходом генератора, интегрирующий конденсатор, включенный между входом и выходом операционного усилителя, элементкомпенсации входного тока, подключенный к входу операционного усилителя, п задающих триггеров,выходы которых, кроме выхода п-го задающего триггера, соединены с соответствующими входами блока делителе напряжения, пороговых элементов,входы которых соединены с выходом операционного усилителя, первый и второй входы первого задающего триггера соединены, соответственно, с выходом элемента ИЛИ и с инверснь№1 выходом первого порогового элемента дополнительно содержит (п-2) дополнительных элементов ИЛИ, (п-2) элементов НЕ, (п+1)-й пороговый элемент, (п+1)-и задающий триггер, перключатель и входной резистор, включенный между выходом инвертора и входом операционного усилителя, выход блока делителей напряжения соединен с подвижным контактом переключателя, управляющий вход которого подключен к выходу (п4-1)-го задающего триггера, а первый и второй неподвижные контакты, соответственно, к входу операционного усилителя и к входу инвертора, первый и второ входы каждого i-ro дополнительного элемента ИЛИ соединены соответственно с инверснырл выходом i-ro порогового элемента и с прямым выходом (i+l)-ro порогового элемента, выход каждого i-rc дополнительного элемента ИЛИ подключен к первому и через соответствующий элемент НЕ к второму входу (п41)-го задающего триггера, прямой первого порогового элемента соединен с вторым входом основного элемента ИЛИ, первый и второй входы п-го задающего

триггера соединены соответственно с инверсным и прямым выходами , (n-l)-ro порогового элемента, первый и второй входы (п+1) задающего триггера соединены с инверсным выходом п-го порогового элемента и прямым выходом (п+1)-го порогового элемента, выход п-го задающего триггера соединен с соответствующим входом блока делителей напряжения.

Недостаток данного генератора заключается в его сложности, так как для формирования каждого линейного участка он должен иметь отдельные задающие триггеры и элементы НЕ.

Цель изобретения - упрощение конструкции генератора.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор функций, содержащий блок делителей напряжения, инвертор, операционный усилитель, выход которого является выходом генератора интегрирующий конденсатор, 1 включенный между Входом и выходом операционного усилителя, элемент компенсации входного тока, подключенный к входу операционного усилителя, п пороговых элементов, входы которых соединены с выходом операционного усилителя, задающий триггер, переключатель и масштабный резистор, включенный между выходом инвертора и входом операционного усилителя, соединенного с первым выходом переключателя, второй выход которого подключен к входу инвертора, а выход блока делителей напряжения соединен с входом переключателя, управляющий вход которого подключен к прямому выходу задающего триггера, первый и второй входы которого подключены соответственно к инверсному выходу п-го порогового элемента и прямому выходу (n-l)-ro порогового элемента, введены (п-3) элементов ИЛИ-НЕ, выходы которых соединены с соответствующими входами блока делителей напряжения, первый и второй входы (п-З) элементов ИЛИ-НЕ соединены соответственно с инверсными выходами (п-3) пороговых элементов и с прямыми выходами пороговых элементов с второго по (п-2), инверсный выход первого и прямой выход (п-2)-го пороговых элементов соединены с соответствующими входами блока делителей напряжения.

На фиг. 1 представлена блок-схема генератора; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Генератор функций содержит блок 1 делителей напряжения, инвертор 2, операционный усилитель 3, интегрирующий конденсатор 4, элемент 5 компенсации входного тока, масштабный резистор б, переключатель 7, п по5 роговых элементов 8,,,..,8п, (п-3)

элемента ИЛИ-НЕ 9,,,..., 9 , задающий триггер 10.

Генератор работает следующим образом.

В исходном состоянии на прямых выходах пороговых элементов 8,...,8 появляются нулевые потенциалы, а на инверсных - положительные потенциалы, соответствующие логической единице, на выходах элементов ИЛИ-НЕ 9/1 , . . . , Э тнулевой потенциал, на выходе задающего триггера 10 положительный потенциал, соответствующий логической единице. Положительное напряжение на выходе порогового элемента 8 , уменьшенное в блоке 1 делителей напряжения в соответствии с требуемой крутизной формируемой функции, через переключатель 7 поступает на вход инвертора 2 и далее через масштабный резистор 6 на вход операционного усилителя 3. На выходе генератора появляется положительное нарастающее во времени напряжение, поступающее на входы пороговых элементов 8,...,8, с регулируемыми порогами срабатывания. С помощью пороговых элементов 8;j,...,8 устанавливается размах линейных участков воспроизводимой кривой.

При достижении напряжением на выходе операционного усилителя 3 уровня порога срабатывания первого порогового элемента 8 (точка Б / фиг.2а на его инверсном выходе вырабатывается импульс отрицательного перепада (фиг-.26), на выходе элемента ИЛИ-НЕ 9/появляется положительный потенциал соответствующий логической единице (фиг. 2Б). На этом заканчивается формирование первого линейного участка А 6 воспроизводимой кривой (фиг. 2 я) и начинается формирование второго участка кривой Б В . При достижении выходным напряжением операционного усилителя 3 порога срабатывания второго порогового элемента 8, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 9 появляется О (фиг. 26), а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 92 - 1 (фиг. 2l, На этом заканчивается формирование второго участка кривой Б В . Восходящий участок ВГ формируется аналогично.

При достижении выходным напряжением операционного усилителя 3 порога срабатывания п-го порогового

элемента 8и (для примера п 5) по.роговый элемент 8 срабатывает (фиг. 2ж,3 отрицательным перепадом импульса опрокидывает триггер 10, управляющий переключателем 7. При этом выход блока 1 делителей напряжения подключается к входу операционного усилителя 3. На этом заканчивается формирование восходящего участка ГС (фиг.2о|). На выходе операционного усилителя 3 формируется спадающее напряжение, крутизна которого равна крутизне последнего восходящего участкаГД(фиг.2 воспроизводимой кривой, так как определяется напряжением, поступающим с прямого выхода порогового элемента 8.2 через соответствующий делитель напряжения блока 1. При достижении выходным напряжением операционного усилителя 3 порога сраба.тывания порогового элемента 8.2 ri° роговый элемент 8.- возвращается в исходное состояние, при этом на его прямом выходе появляется О, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 9у, (фиг. 2д.,г). При этом начинается формирование второго спадающего участка Г В воспроизводимой кривой (фиг. 2а) . Участки г6 и ВБ формируются аналогично участку ДГ «При достижении выходным напряжением операционного усилителя 3 порога срабатывания элемента 8 , последний срабатывает (точкаП; фиг. 20) и опрокидывает триггер 10, устанавливающий переключатель 7 в положение, соответствующее подключению выхода блока 1 к входу инвертора 2 (фиг. 2e,j), благодаря чему на выходе генератора начинает формироваться нарастающее напряжение. Далее цикл генерации воспроизводимой функции повторяется.

Использование предлагаемого генератора позволяет уменьшить количество элементов, участвующих в формировании линейных участков, на 2у1.4f например, для формирования 4-х линейных участков () в прототипе необходимо 2 элемента ИЛИ,2 элемента НЕ и 4 задающих триггера, а в предлагаемом устройстве необходимо 2 элемента ИЛИ-НЕ, Таким образом предлагаемый генератор является простым по конструкции и надежным р .эксплуатации.

ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ, содержащий блок делителей напряжения, инвертор, операционный усилитель, выход которого является выходом генератора функций, интегрирующий конденсатор, включенный между входом и выходом операционного усилителя, элемент компенсации входного тока, подключенный к входу операционного усилителя, п пороговых элементов, входы которых соединены с выходом операционного усилителя, задающий триггер, переключатель, масштабный резистор, включенный между выходом инвертора и входом операционного усилителя, соединенного с первым выходом переключателя, второй выход которого подключен к входу инвертора, а выход блока делителей напряжения подключен к входу переключателя, управляющий вход которого подключен к прямому выходу задающего триггера, первый и второй входы которого подключены соответственно к инверсному выходу п-го порогового элемента и прямому выходу -(n-l)-ro порогового элемента, отличающийся тем, что, с целью его упрощения в него введены (п-3) элементов ИЛИ-НЕ, выходы кос 8 торых соединены с соответствующими входами блока делителей напряжения, (Л первый и второй входы (п-3) элементов ИЛИ-НЕ соединены соответственно с инверсны1 1и выходами (п-3) пороговых элементов и прямыми выходами пороговых элементов с второго по (п-2), инверсный выход первого и | прямой выход (п-2)-го пороговых элементов соединены с соответствующими входами .блока делителей напря жения . эо 4 СА: