Частотно-импульсный функциональный генератор Советский патент 1986 года по МПК H03K3/72 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для проверки и настройки информационно-измерительных систем и систем автоматики, работаю1Ц1х с частотными датчиками. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей генератора путем воспроизведения функций со знакопеременной производной и с разрывами и повышение точности аппроксимации заданной функции На чертеже представлена функциональная схема частотно-импульсного функционального генератора. Устройство содержит генераторы 1 и 2 эталонной частоты, первый управляемый делитель частоты (УДЧ) 3, -счетчик 4 импульсов, дешифратор 5, второй управляемый делитель частоты (УДЧ) 6, блок 7 переключателей, элемент ИЛИ 8, задатчик 9 начальных значений, реверсивный счетчик 10 и преобразователь 11 код - частота (ПКЧ). Каждый из управляемых делителей частоты (УДЧ) 3 и 6 содержит делитель 12 частоты, вход которого является входом УДЧ, а выходы через блок 13 переключателей подключены к первым входам элемента И-ИЛИ 14, выход которого является выходом УДЧ. Вторые входы элемента И-ИПИ 14, явля ющиеся входами УДЧ, подключены к выходам дешифратора 5, входы которого соединены с выходами счетчика 4. Вхо ды управляемых делителей частоты 3 и 6 и вход счетчика 4 соединены с выходом первого генератора 1 эталонной частоты. Входь предустановки реверсивного счетчика 10 соединены с выходами задатчика 9 начальных значений, вход управле1шя направлением счета соединен с выходом элё 1ента ИЛИ 8, счетный вход соединен с выходом второго УДЧ б. Выходы реверсивного счетчика .10 соединены с кодовыми входами преобразователя 11, тактовый вход которого соединен с выходом первого УДЧ 3 а вход эталонной частоты - с выходом второго генератора 2 эталонной Частоты. Выход ПКЧ 1I является выходом частотно-импульсного функционального генератора. На чертеже также показан один из примеров выполнения преобразователя 11 код - частота, который содержит вычитающими счетчик 15 с предустановкой, элемент И 16, делитель 17 частоты и триггер 18. Вход разрешения предустановки вычитающего счетчика 15, являю11ийся входом тактовой частоты ПКЧ 1i, соединен с входом установки в единицу триггера 18 и с выходом первого УДЧ 3. Входы предустановки вычитающего счетчика 15, являющиеся кодовыми входами ШСЧ 11 , соединены с выходами реверсивного счетчика 10. Выход переноса вычитающего счетчика 15 соединен с входом уста- новки в ноль триггера 18, выход которого подключен к одному из входов элемента И 16. Другой вход элемента И 16, являюидайся входом эталонной частоты ПКЧ 11, соединен с выходом первого генератора 2 эталонной чассчетчика 15 и входом делителя 17 частоты. Выход делителя 17 частоты является выходом ПКЧ 11 и выходом частотно-импуль сного функционального генератора в целом. Устройство работает следующим образом. Перед началом работы производится программирование генератора. Анализируется заданная функция и произ водится ее кусочно-линейная аппроксимация. Переключатели блока 13 пере ключателей УДЧ 3 и 6 и блока 7 переключателей устанавливаются в положе1НИЯ, обеспечивающие воспроизведение аппроксимирующей функции. Начальное значение функции задается с помощью задатчика 9 начальных значений, который также может быть выполнен в виде блока переключателей. В момент начала выполнения программы (включение питания) в реверсивный счетчик 10 записывается число, заданное задатчиком 9 начальных значений. Импульсы с частотой следования f поступают с выхода генератора 1 эталонной частоты на входы УДЧ 3 и 6 и на вход счетчика 4. Счетчик 4 с помощью дешифратора 5 формирует сигналы (участки оси времени воспроизводимой функции), которые поступают на элементы И-ШШ 14, УДЧ 3 и 6, а также через блок 7 переключателей на входы элемента ИЛИ 8, Тактовая частота преобразователя 11, определяющая масштаб по оси f воспронз„ , ,, вь.г водимой функции, выбирается на каждом временном участке с помощью УДЧ 3 в соответствии- с программой, заданной положением переключателей блока 13 переключателей. Делитель 12 частоты, на вход которого поступает час тота f., формирует на выходах набор частот f, f. /Кр (к - коэффициент деления делителя 12), которые через переключатели блока -13 переключателей, позволяющие выбрать любую из частот f: на каждом из участков оси времени, поступают.на входы элемента И-ШИ 14. С приходом разрешающег сигнала, соответствующего участку оси времени, с выхода дешифратора 5 выбранная частота fj поступает чере элементы И-ШШ 14 на тактовый вход преобразователя I1. Аналогично УДЧ 6 формирует на выходе для каждого участка оси времени частоту f , определяющую крутизну наклона воспроизводимой функции,-которая поступает на счетный вход реверсивного счетчика 10. Сигнал управления направлением счета, поступающий на вход управления направлением счета реверсивного счетчика 10 с выхода элемента ИЛИ 8 формируется из выходных сигналов дешифратора 5, поступающих через блок 7 переключателей на входы элемента ИЛИ 8. На выходах реверсивного счетчика 10 формируется последовательность кодовt отображающая вид аппроксимирующей функции. Число, первоначально записанное в реверсивный счетчик, задает начальное значение аппроксимирующей функции. Последовательность кодов поступает на кодовые входы пре образователя 11. На вход эталонной частоты преобразовател.я 1 1 поступают импульсы с частотой f с выхода генератора 2 эталонной частоты, на тактовый вход поступают импульсы с частотой f с выхода УДЧ 3. Преобразователь 11 преобразует число N, заданное кодом на его входах, в частоту следования выходных импульсов F „ в соответствий с форF К N.f ВЫХ лр- SoKT где - коэффициент преобразования преобразователя 11. Зависимость выходной частоты преобразователя II от времени F f(t) аппроксимирует заданную функцию. Цель работы преобразователя 11 начинается при поступлении импульса на тактовый вход. Этот импульс осуществляет установку триггера 18 в единицу и записывает в вычитающий счетчик 15 число N, заданное кодом . на входах преобразователя 11. Выходной сигнал триггера 18 открывает элемент- И 16 и через него на вычитающий вход счетчика 15 и на вход делителя 17 частоты начинают поступать импульсы с частотой f.. . Калцый импульс уменьшает на единицу содержимое счетчика 15. Когда через элемент И 16 пройдет N импульсов, содержимое счетчика 1,5 станет равным нулю и на выхо,де переноса появится импульс, который установит триггер 18 в нулевое состояние. При этом вькодной сигнал триггера 18 заблокирует прохождение импульсов через элемент И 16. С приходом следующего тактового импульса цикл работы преобразователя повторяется. Делитель 17 частоты осуществляет деление частоты с коэффициентом К, уменьшая таким образом неравномерность выходной частоты. Зависимость выходной частоты преобразователя 1 от числа N, заданного кодом на его входах, описывается формулой еых. пр где К 1/К - коэффициент преобразования . При этом должно соблюдаться соотношениеf f /N Талт т Макс где N - максимальное преобразуемое число. Формула изобр е.т е н и я Частотно-импульсный функциональный генератор, содержащий два генератора эталонной частоты, дешифратор, задатчик начальнь Х значений, управляемый делитель частоты, который состоит из делителя частоты, вход которого, являющийся входом управляемого делителя частоты, соединен с выходом первого генератора эталонной частоты, а выходы через блок переключателей подключены к первым входам многовходового элемента И-ИЛИ, выход которого является выходом управляемого делителя часГоты, а вторые входы многовходового элемента , являющиеся управляющими входами управляемого делителя частоты, . подключены к выходам дешифратора, и

счетчик импульсов, вход которого соединен с выходом первого генератора эталонной частоты, а выходы соединены с входами дешифратора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повьппения точности аппроксимации заданной функции, в цего введены дополнительный блок переключателей, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик с предустановкой, преобразователь кодчастота и второй управляемый делитель частоты, вход которого соединен с выходом первого генератора эталонной частоты, управляющие входы подключены к выходам дешифратора и через последовательно соединенные дополнительный блок переключателей и

элемент ИЛИ - к входам управления направлением счета реверсивного счетчика, счетный вход которого подключен к выходу второго управляемого делителя частоты, входы предустановки реверсивного счетчика соединены с выходами задатчика начальных значений, а выходы подключены к кодовым входам преобразователя код - частота тактовый вход которого соединен с выходом первого управляемого делителя частоты, вход эталонной частоты преобразователя код - частота соединен с выходом второго генератора эталонной частоты, выход преобразователя код - частота является выходом частотно-импульсного функционального генератора;

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для проверки и иастройки информационно-измерительных систем и систем автоматики, работающих с частотньии датчиками. Цепь изобретения - расширение функциональных возможностей генератора - достигается путем воспроизведения функций со знакоперейенной производной и с разрьтами и повышение точности аппроксимации заданной функции, Дпя этого в генератор дополнительно введены второй управляемый делитель частоты (УДЧ) 6, элемент ИЛИ 8, реверсивный счетчик 10 и преобразователь 11 код - частота. Кроме того, устройство содержит генераторы 1 и 2 частоты, УДЧ 3, счетчик 4 импульсов, дешифратор 5, блок 7 переключателей, задатчик 9 начальных значений. Каждый из УДЧ содержит делитель 12 частоты, блок 13 переключателей и И-ШШ 14. Преобразователь 11 содержит вычитающий счетчик 15, элемент И 16, делитель 17 и триггер 18, Устройство до(Л пускает возможность изменения масштаба по частоте аппроксимирующей функции и повышает точность аппроксимации при любом масштабе. 1 ил. Ю 00