Управляемый генератор ступенчатого напряжения Советский патент 1984 года по МПК H03K4/02 

Изобретение относится к импульсной .технике и может быть использова но для контроля ряда параметров сис тем тензопреобразователей, а также в качестве имитатора сложных видеосигналов, цифровой информации. Известен управляемый генератор ступенчатого напряжения, содержащий цифроаналоговый преобразователь выход которого соединен с выходом устройства, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом коммутатора, многоразрядный счетчик на триггере и логических элементах И и ИЛИ в каждом разряде С 1 3. Однако с помощью известного устройства невозможно формировать слож ные видеосигналы, задаваемые внешними датчиками, с управляемым черед ванием ступеней напряжения. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является упр ляемый генератор ступенчатого напряжения, содержащий последовательн включенные элемент переключения, де шифратор, цифроаналоговый преобразо ватель, выходную шину, входные регистры, соединенные с входными шина ми, генератор тактовых импульсов, подключенный к входу коммутатора, один из выходов которого соединен с сбросовыми входами входных регистро а выходы каясдого из входных регистр и один из выходов коммутатора подкл чены соответственно к каждой группе входов элемента переключения С23. С помощью известного устройства невозможно формирование эталонных ступеней напряжения, циклически чередующихся со ступенями, сформированными из кода внешней входной информации. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности формировани эталонных ступеней. Поставленная цель достигается тем, что в управляемый генератор ст пенчатого напряжения, содержащий цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с выходной шинойi входные регистры, входы кото рых подключены к входным шинам, ген ратор тактовых импульсов, элемент п рекпючения, коммутатор, первый выход которого соединен со сбросовыми вхо дами входных регистров, выходы каждого из которых и соответствующий выход коммутатора подключены соответственно к одной из групп вгходов элемента переключения, введены первый и второй кольцевые регистры, подключенные последовательно к выходу генератора тактовых импульсов; и элемент НЕ, выход которого подключен к первому дополнительному входу элемента переключения, а также блок элементов ИЛИ, блок элементов И, К-входо1ВЫЙ элемент ИЛИ, регистр сдвига, регистр памяти, включенные последовательно между разрядными выходами кольцевого регистра и первой дополнительной группой входов элемента переключения, выходы которого подключены к входам цифроаналогового преобразователя, причем вход элемента НЕ соединен с первым разрядом второго кольцевого регистра, второй дополнительной группой входов элемента переключения и с входом коммутатора, вторые входы блока элементов И подключены к соответствующим выходам второго кольцевого регистра, второй вход регистра сдвига подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а третий вход регистра сдвига и записывающий вход регистра памяти соединены с.входом второго кольцевого регистра. На фиг. 1 приведена структурная схема управляемого генератора ступенчатого напряженияi на фиг. 2 эпюры, поясняющие работу устройства. Управляемый генератор ступенчатого напряжения содержит цифроаналоговый преобразователь 1, соединенный с выходной шиной 2, входные регистры 3, подключенные к входным шинам 4, генератЬр 5 тактовых импульсов, элемент 6переключения, выходы которого подключены к входам цифроаналогового преобразователя 1, коммутатор 7, один из выходов которого соединен со сбросовыми входами входных регистров 3, а выходы каждого из входных регистров 3 и один из выходов коммутатора 7подключены соответственно к каждой группе входов элемента 6 переключения, а также последовательно включенные между генератором 5 тактовых импульсов и первым входом дополнительной группы входов элемента 6 переключения первый кольцевой регистр 8, второй кольцевой регистр 9, элемент НЕ 10, вход которого объединен с первым разрядом второго кольцевого регистра 9, с дополнительными входами каждой группы входов элемента 6 пере ключения и с входом коммутатора 7, последовательно включенные между раз рядными выходами первого кольцевого регистра 8 и дополнительной группой входов элемента 6 переключения, блок 11 элементов ИЛИ, состоящий из К элементов, блок 12 элементов И, состоящий из К элементов, К-входовой элемент 13 ИЛИ, регистр 14 сдвига, регистр 15 памяти, причем вторые вхо ды К элементов И блока 12 подключены к соответствующим выходам второго кольцевого регистра 9, второй вход регистра 14 сдвига подключен к выход генератора 5 тактовых импульсов, а третий вход регистра 14 сдвига и записывающий вход регистра 15 памяти объединены с входом второго кольцево го регистра 9. На фиг. 2 приведены: а - период следования импульсов на выходе генератора 5 тактовых импульсов; б - распределение импульсов на выходных разрядах первого кольцевого регистра 8, содержащего р разрядов, в данном случае р 5; в - распр.еделение импульсов на вы ходных разрядах второго кольцевого регистра 9, содержащег (к+1) разрядов, в данном случае (к+1)б; г - формирование на выходах К блока 12 элементов И последовательного р-разрядного кода для К уровней, в данном случае показаны соответствующие весовые наборы кода для 5-ти различных уровнейJ д - сложение в один поток на выходе К-входового элемента ИЛИ 13 импульсного р-ра:зрядно го кода, изменяющегося по алгоритму, заданному определенным подключением: выходов пер вого кольцевого регистра 8 к элементам блока 11 элементов ИЛИ, выходы элементов блока элементов ИЛИ к первым вхоДам элементов блока 12 элементов И и выходов второго кольцевого регистра 9 ко вторым входам элементов блока 12 элементов И, е - разложение на выходе регистра 14 сдвига последовательного р-разрядного кода в параллельный импульсный коду ж - формирование на выходе регистра 15 памяти потенциального разрядного кода и - управляющий потенциал, поступающий на дополнительные входы каждой группы входов элемента 6 переключения, на вход коммутатора 7 и на элемент НЕ ю; к - потенциальный параллельный р-разрядный код, поступающий с выхода элемента 6 переключения на вход цифроаналогового преобразователя 1. Во временном интервале , передается кодовая информация с выходов входных регистров 3, а в интервалах , t,-tgинформация, соответствующая чередующимся эталонным ступеням напряжения. Управляемый генератор ступенчатого напряжения работает следующим образом. На вход первого кольцевого регистра 8, представляющего собой р-разрядный закольцованный регистр сдвига единицы (фиг.26), с выхода генератора 5 тактовых импульсов поступает частота (фиг.2а) в р раз выше требуемой частоты чередования ступенек на выходной шине 2, формируемых из параллельного р-разрядного кода. Последний р-разряд первого кольцевого регистра 8 соединен с входом аналогичного второго кольцевого регистра 9, имеющего уже (к+1) разряд, у которого К разрядов (фиг,2в) в интервале tg-t2 участвуют в формировании циклически повторяемых к эталонных ступеней напряжения из р разрядного кода (фиг,2к, интервал t -t), а один разряд (фиг.2в, интервал , фиг.2и) в промежутке между этими циклами обеспечивает переключение коммутатора 7 и подключение соответствующего входного р-разрядного кода, хранящегося во входных регистрах 3, к входу цифроаналогового преобразователя 1. Подключение требуемого выхода выходного регистра 3 и перезапись информации в них производится стробами, поступающими с выхода коммутатора 7 на входы элемента 6 переключения и на записьтающие входы входных регист ров 3. Алгоритм эталонных уровней, форми руемых на выходной шине 2, задается определенным количеством и весом выходных разрядов первого кольцевого регистра 8, подключенных к входам каждого из К элементов ИЛИ блока 11 , что позволяет сформировать на каждом из выходов элемента ИЛИ блока 11 свой р-разрядный, циклически повторяющийся после каждого оборота перво го кольцевого регистра 8, последовательный код, соответствующий определенному уровню напряжения. Алгоритм чередования ступеней напряжения обеспечивается порядком подключения вторых входов элементов И блока 12 к разрядным выходам второ го кольцевого регистра 9. При этом последний разряд второго кольцевого регистра 9 остается незадействованным (фиг. 2в, интервалы t2-t, ,6 разряд) , а первый разряд (по фронту импульсов на фиг.2в, 2и в момент времени t, t,) производит переключение коммутатора 7 и подключает выходы одного из входных регистров 3 к цифроаналоговому преобразователю 1 на время, равное длительности импульса . С выходов К элементов И блока 12 последовательно-параллельный код (фиг.2г) для К эталонных уровней поступает на К входовый элемент ИЛИ 13 ,после которого уже в последовательном виде (фиг.2д) он поступает на вход регистра 14 сдвига, содержащего р-разрядов. При этом на его второй вход поступают тактовые -импульсы, которыми производится ввод информагдии (фиг.2е). В момент появления на записывающем входе регистра 15 памяти заднего фронта импульса с выхода последнего разряда кольцевого регистра 8 (фиг.26, момент t) производится перезапись информации из регистра 14 сдвига в регистр 15 памяти, имеющий также р-разрядов. После чего этим же фронтом регистр 14 сдвига по третьему входу обнуляется, а на выходе регистра 15 памяти до прихода следующего импульса перезаписи хранится параллельный р-разрядный код одного из эталонных уровней (фиг.2ж), который через дополнительную группу входов элемента переключения 6 передается на вход цифроаналогового преобразователя 1 (фиг.2к), при любом состоянии второго кольцевого регистра 9, за исключением случая, когда его первый разряд находится в состоянии единица (фиг.2, интервалы , tj-t) . Таким образом, устройство позволяет получать ступенчатое напряжение повышенной сложности, включающее в себя уровни,сформированные из р-разрядного кода, приходящего на входные шины, в промежутках между которыми формируются эталонные уровни, чередующиеся по заданному закону. По сравнению с прототипом, который выбирает определенную группу р-разрядного входного кода и преобразует его в уровень напряжения, предлагаемое устройство имеет более широкие функциональные возможности за счет дополнительного формирования кода, соответствующего эталонным уровням, количество которых определяется выражением , где р - количество разрядов параллельного кода на входе цифроаналогового преобразователя. При этом порядок чередования уровней и их величина могут изменяться в широких пределах.

11111111 И 111 И IM 1 ЫI И И М 111 И Н I И И 11 f И 1111 И 1111 11 I IИ ri

2 3

bQt. fPU3. 2

5 Ч

ЭТ1РАВЛЯЕМЫЙ ГЕНЕРАТОР СТУПЕНЧАТОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий цифройналоговый преобразователь, -выход которого соединен с выходной шиной, входные регистры, входы которых подключены к входным шинам, генератор тактовых импульсов, элемент переключения , коммутатор, первый выход которого соединен со сбросовыми входами входных регистров, выходы каждого из которых и соответствующий выход коммутатора подключены соответственно к одной из групп входов элемента переключения, отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности формирования эталонных ступеней, в него введены первый и второй кольцевые регистры, подключенные последовательно к выходу генератора тактовых импульсов, элемент НЕ, выход которого подключен к первому дополнительному входу элемента переключения, а также блок элементов ИЛИ, блок элементов И, К-входовый элемент ИЛИ, регистр сдвига, регистр памяти, включенные последовательно между разрядными выходам первого кольцевого регистра и первой дополнительной группой вхоцов элемента переклЕочеиия, выходы которого подключены к входам цифроаналогового преобразователя, причем i вход элемента НЕ соединен с первым разрядом второго кольцевого регист(Л ра, второй дополнительной группой входов элемента переключения и с входом коммутатора, вторые входы блока элементов И подключены к соответствующим выходам второго кольцевого регистра, второй вход регистра сдвига подключен к выходу генератора со ел тактовых импульсов, а третий вход регистра сдвига и записывающий вход 00 регистра памяти соединены с входом второго кольцевого регистра. а: сх