Устройство для генерирования функций Советский патент 1985 года по МПК G06G7/28 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в астности к генераторам сигналов, пред-: ставляемых в виде cyttMU гармонических составляющих ряда Фурье.

Известен генератор функций, содержащий сумматоры-накопители, матричный умножитель, счетчики, нентитти, регистр памяти и цифроаналоговый преобразователь D

Недостатком устройства является пониженное быстродействие.

Известен также генератор функций, содержащий управляемый генератор, две схемы вьзделения огибающей, выходной сумматор и ряд блоков формирования гармонических составляющих, состоящих из последовательно соединенньсх полосового фильтра, усилителя, детектора и ограничителя 12.

Недостатком устройства является пониженная точность генерирования функций.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для генерироваиия функций, содержащее генератор прямоугольных импульсов, подключенный выходом к входам блоков формирования гармонических составляющих ряда Фурье , первые выходы которых соединены с соответствунзщими входами сумматора подключенного выходом к выходу устройства и соответствукщим входом через последовательно соединенные делитель напряжения и генератор линейноизменяющего напряжения к второму выходу генератора прямоугольных импульсов, причем каждый блок формирования гармонической составляющей состоит из последовательно соединенных полосового фильтра, фазосдвигающей цепи и делителя напряжения СЗ .

Недостатком устройства является пониженная точность генерирования функций.

Цель, изобретения - повышение точности.

г

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для генерирования функций, содержащем генератор прямоугольных импульсов, подключенный выходом к входам блоков формирования гармонических составляющих ряда Фурье первые выходы которое соединены с соответствующими входами сумматора, подключенного выходом к выходу устройства, дополнительные входы сумматора подключены к вторым выходам блоков формирования гармонических сои тавляющих, каждый из которых состоит из первого делителя частоты, вход которого соединен с входом блока формирования гармонической составляющей а выход подключен к первому входу вычитателя и входу второго делителя частоты, соединенного выходом с вторым входом вычитателя, подключенного выходом к входу сглаживающего фильтра, выход которого соединен с первым выходом блока формирования гармонической составлякяцей и подключен чере интегратор к второму выходу блока формирования гармонической составляющей.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство для генерирования функций содержит генератор 1 прямоугольны импульсов, подключенный выходом к входам блоков 2 формирования гармонических составляющих ряда Фурье. Первые и вторые выходы блоков 2 соединены с соответствующими входами сумматора 3, подключенного выходом к вьрсоду устройства. Каждый блок 2 формирования гармонической составляющей состоит из первого делителя 4 частоты, вход которого соединен с входом блока 2, а выход подключен к первому входу вычитателя 5 и входу второго делителя 6 частоты, соединенного выходом с входом вычитателя 5, подключенного выходом к входу сглажив1ающего фильтра 7, выход которого соединен с первьв4 выходом блока 2 и подключен через интегратор 8 к второму выходу блока

Устройство работает следзпощим образом.

Генератор 1 вьфабатывает опорную последовательность прямоугольных импульсов, поступающих на входы блоков 2 формирования гармонических составляющих ряда Фурье. Количество блоков 2 определяется потребным количеством гармоник разложения воспроизводимой функции в ряд Фурье. Каждый блок 2 формирует на своем первом и втором выходах соответствующую синусоидальную и косинусоидальную гармонику этого ряда. Коэффициент деления первого делителя 4 частота каждого блока 2 выбирается в зависимости от частоты следования импульсов генератора 1 и заданного интервала разложения генерируемой функции в ряд

Фурье таким образом, что частота следования импульсов на выходе этого делителя частоты равна утроенной частоте соответствующей гармонической составлякяцей ряда Фурье, С помощью вычитателя 5 и второго делителя 6 частоты, коэффициент деления которог равен трем, из импульсов с выхода делителя 4 формируется периодическое синусоидальное ступенчатое напряжение. Последнее обеспечивается за счет того, что вычитание напряжений с выходов делителей 4 и 6 на вычитателе 5 осуществляется при различных коэффициентах передачи напряжени на его входах, причем эти коэффициенты подбираются при настройке и зависят от типа вычитателя (в среднем коэффициент передачи по первому входу, на который поступают импульсы от делителя 4, в 2 - 2,5 раза меньше, чем коэффициент передачи по второму входу). Кроме того, все делители выполняются со скважностью выходных импульсов, равной двум.

В Соответствии с вышеуказанными условиями частота периодического синусоидально-ступенчатого напряжения на выходах вычитателей 5 будет равна частоте следования импульсов на выходах соответствующих делителей 6, т.е. будет равна частоте соответствующей гармонической состав.- лякяцей разложения функции в ряд Фурье. Сглаживающие фильтры 7 осуще ствляют выделение синусоидальных сигналов из синусоидально-ступенчатых .напряжений с выходов вычитателей 5. Интеграторы 8 предназначены для получения косинусоидальных составляющих посредством интегрирования синусоидальных сигналов с выходов фильтров 7. Конечный этап формирования генерируемой функции, мируемой рядом Фурье, выполняется с помощью сумматора 3, на котором происходит сложение полученных гармоник с соответствующими весоаы коэффициентами и знаками.

Таким образом, устройство позволяет за счет исключения полосовых/ фильтров и фазосдвигакяцих цепей повысить точность формирования функций. Дополнительным, преимуществом является возможность выполнения устройства в микроминиатюрном исполнений.

Следует отметить также, что конструкция предлагаемого устройства может быть упрощена в рез ьтате упрощения реализации делителей частоты путем использования промежуточных связей между делителя ж частоты отдельных каналов.

Щ

7

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ФУНКЦИЙ, содержащее генератор прямоугольных импульсов, подключенный выходом к входам блоков формирования гармонических составляющих ряда Фурье, первые выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, подключенного выходом к выходу устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, дополнительные входы сумматора подключены к вторым выходам блоков формирования гармонических составляющих, каждый из которых состоит из первого делители частоты, вход которого соединен с входом блока формирования гармонической составляющей, а выход подключен к первому входу вычитателя и входу второго делителя частоты, соединенного выходом с вторьи входом вычитателя, подключенного выходом к входу сглажи-5 вающего фильтра, выход которого сое(Л динен с первымвыходом блока формирос вания гармонической составлякицей и подключен через интегратор к второму выходу блока формирования гармоничес- кой составляющей. СП о О) 00 со

1 LJ