Функциональный генератор Советский патент 1987 года по МПК G06G7/26 

71 Ь /

Cm роб

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в системах преобразования формы информации.

Цель изобретения - расширение области применения за счет формирования число-импульсного сигнала с линейно изменяющимся количеством импульсов в пачке.

На чертеже изображена блок-схема функционального генератора.

Устройство содержит генератор 1 пилообразного напряжения, компаратор 2, генератор 3 прямоугольных импульсов, первый формирователь 4 импульсов, реверсивный счетчик 5, цифроаналоговый преобразователь 6, второй формирователь 7 импульсов, вход 8 задания режима работы, вход 9 запуска, триггер 10 (Т-типа), первый и второй распределители И и 12 импульсов. Первый распределитель 11 может быть выполнен, например, на двух элементах И-НЕ, а второй распределитель 12 - на двух элементах И и одном элементе НЕ.

Устройство работает следующим образом.

Первоначально на входе 8 устройства выставляют цифровой сигнал «Режим высокого или низкого уровня, полярность которого определяет режим работы устройства. Будем считать, что при высоком уровне этого управляющего сигнала устройство установлено в первом режиме работы, при котором на выходе за цикл генерирования Г« K.V/q, где /( - число тактов генерирования; V/q Д/ - временная задержка, формируемая аналого-цифровым методом; V - скорость развертки генератора 1 пилообразного напряжения; q - квант напряжения цифроаналогового преобразователя 6, будет сформирована дискретная функция Z 2Л, где Л,- foT,- - оператор; j 1,2

К. - номер текущего такта генерирования; 0 1/7о - опорная частота генератора 3

прямоугольных импульсов, (i-

- 1)Д - формируемый j-й временной интервал Ггпи - период развертки генератора 1 пилообразного напряжения, по закону одно- тактного интегрирования. При однотактном интегрировании число импульсов Л, в пачке импульсов с каждым последующим тактом генерирования уменьшается по линейному закону до минимума, и в следующем цикле 7и генерирования этот процесс повторяется, т. е. по физической сущности напоминает заряд интегратора и последующий сброс (разря д) его выходного напряжения до нулевого потенциала. Во втором режиме, при котором на входе 8 выставлен управляющий сигнал н изкого уровня, на выходе функционального генератора формируется дискретная функция z по закону двухтактного интегрирования. При этом число импульсов в каждой последующей пачке импульсов уменьшается по линейному закону до минимума в пределах текущего цик5

ла 7и, а в следующем цикле Гц - число импульсов Л/, в пачке импульсов - начинает последовательно увеличиваться по линейному закону до начального значения,

т. е. физически напоминает работу интегратора в режиме двухтактного (двойного) интегрирования.

Рассмотрим работу функционального генератора в первом режиме. В исходном состоянии выполняется соотнощение (Ух ;

0 Uon.i, L/xSiO, где - выходное начальное напряжение генератора 1 пилообразного напряжения; Uon.i. - выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 6, при котором на выходе компаратора 2

г будет сформирован сигнал низкого уровня. Устройство переводится в режим работы при подаче на вход 9 сигнала «Запуск высокого уровня, который поступает на входы формирователя 7 им 1ульсов и генератора 1 пилообразного напряжения, и произ0 воднт установку в исходное состояние счетчика 5, триггера 10 и запуск генератора I пилообразного напряжения.

Так, при nocTynvie rinn управляющего сигнала на вход формирователя 7 импульсов, на его первом и втором выходах будут сформированы разнополярные синфазные импульсные цифровые сигналы. Импульсный сигнал высокого уровня по его первому выходу поступает на вход обнуления счетчика 5 и производит в него запись нулевой двоичQ ной информации. С второго выхода формирователя 7 импульсов сигнал низкого уровня поступает на вход начальной установки триггера 10 и устанавливает его в состояние «1, что приводит к соответствующему переключению распределителя 11, при кото- с ром сигналы временных интервалов длительностей Г| - Гк формируемых на выходе компаратора 2 в соответствующих тактах генерирования Г, Гппм (/-/)Л, проходят через распределитель 11 на суммирующий вход счетчика 5.

0 Одновременно, по сигналу «Запуск осуществляется запуск генератора 1 пилообразного напряжения, на выходе которого формируются сигналы t/x пилообразного напряжения заданной скорости V развертки и длительности Ггпн, которые могут задаваться цифровым кодом скорости развертки, посту- паемым по шине «Наклон. Выходной сигнал генератора 1 пилообразного напряжения поступает в каждом такте генерирования на первый вход компаратора 2 и сравниваетQ ся с опорным напряжением Uon.- текущего значения, подаваемого на его второй вход с выхода цифроаналогового преобразователя 6, и как только пилообразный сигнал пересечет уровень опорного напряжения, на выходе компаратора 2 будет сформирован сиг5 нал положительного перепада, по которому осуществляется асинхронный запуск генератора 3 прямоугольных импульсов, выполненного по кольцевой схеме на логических

5

элементах с температурной стабилизацией, и переключение счтечика 5.

Так в первом такте генерирования () генератор 3 прямоугольных импульсов на своем выходе формирует пачку из NI импульсов за интервал времени TI. По переднему фронту временного интервала 7/, который проходит через распределитель 11 на суммирующий вход счетчика 5, производится увеличение его выходного кода на единицу младшего разряда. Это вызывает соответствующее изменение (увеличение) управляющего опорного напряжения (Uon. q) на выходе цифроанало- гового преобразователя 6.

тей Tl4-Tv. компаратора 2 на суммирующий или вычитающий входы счетчика 5, изменяя направление его счета. В результате при таком алгоритме работы счетчика 5 на выхо- 5 де устройства будет генерироваться периодическая линейная дискретная функция z по закону двухтактного интегрирования.

В обоих режимах работы осуществляется как формирование число-импульсного сиг- 10 нала с линейно изменяющимся количеством импульсов в пачке, так и формирование щиротно-импульсных сигналов на выходе компаратора 2 с линейным изменением длительности импульсов. Указанное обстоятельВ следующем такте генерирования (г 2) ство обеспечивает расширение области применения функционального генератора. Область его применения может быть расширена дополнительно за счет использования нелинейного цифроаналогового преобразователя, что позволит формировать аналогочального момента. Следовательно, генера- 20 цифровую задержку (7 по произвольно тор 3 прямоугольного импульса формирует му (заданному) закону Ф (/). В результате пачку из NZ 0 72 : импульсов и т. д., т. е. с каждым последующим тактом генерирования / 3, 4, ..., К число импульсов jV, в пачке импульсов будет линейно уменьна выходе компаратора 2 будет сформирован сигнал временного интервала длительности 72 7/ - /Д а запуск генератора 3 прямоугольных импульсов будет задержан на время lAt V/q относительно первонана выходе устройства за время 7и будет сформирована нелинейная дискретная функция

шаться при Д const в пределах длительности цикла 7u генерирования выходной дискретной функции 2.

По окончании цикла 7и генерирования на выходе переноса счетчика 5 будет сформирован сигнал высокого уровня, который проходит на информационный вход распределителя 12 и в выходную щину стробиро- вания устройства, формируя сигнал «Строб. Поступая на информационный вход распределителя 12, этот сигнал проходит на вход формирователя 4 импульсов. На его выходе будет сформирован сигнал высокого уровня, который устанавливает счетчик 5 в исходное (нулевое) состояние. В результате на выходе устройства будет завершено формирование линейной дискретной функции по закону однотактного интегрирования. Далее в следующем цикле генерирования все рассмотренные процессы преобразования повторяются аналогично описанному.

Рассмотрим второй режим работы устройства. В этом режиме, как уже было ранее рассмотрено, на выходе устройства генерируется периодическая линейная дискретная функция 2 ЕЛ, по закону двухтактного

интегрирования. Для перевода устройства в указанный режим на входе 8 выставляют сигнйл «Режим низкого уровня.

Этот сигнал поступает на управляющий вход распределителя 12, переключая его таким образом, что сигналы «Ctpo6 с выхода переноса счетчика 5 в конце каждого цикла 7и генерирования будут проходить на счетный вход триггера 10. Триггер 10 управляет работой распределителя 11, через который проходят сигналы временных интервалов длительнос25

7гп„+(г-/) (О .:Л/Ф(

30

40

Формула изобретения

Функциональный генератор, содержащий компаратор, первый вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, а второй вход - к выходу цифроаналогового преобразователя, генератор прямоугольных импульсов и триггер, 35 отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет формирования число-импульсного сигнала с линейно изменяющимся количеством импульсов в пачке, в него введены переключатель, коммутатор, два формирователя импульсов и реверсивный счетчик, соединенный суммирующим и вычитающим входами соответственно с первым и вторым выходами комму татора, входом запуска - с выходом первого формирователя импульсов, входом обнуления - с первым выходом второго формирователя импульсов, разрядным выходом - с входом цифроаналогового преобразователя, а выходом переноса - с информационным входом переключателя, подключенного управляющим входом к входу задания режима работы функционального генератора, первым выходом - к входу первого формирователя импульсов, а вторым выходом - к счетному входу триггера, вход начальной установки которого соединен с вторым выходом второго формирователя импульсов, а выходы - с управляющими входами коммутатора, подключенного информационным входом к выходу компаратора и входу запуска генератора прямо45

50

55

тей Tl4-Tv. компаратора 2 на суммирующий или вычитающий входы счетчика 5, изменяя направление его счета. В результате при таком алгоритме работы счетчика 5 на выхо- де устройства будет генерироваться периодическая линейная дискретная функция z по закону двухтактного интегрирования.

В обоих режимах работы осуществляется как формирование число-импульсного сиг- нала с линейно изменяющимся количеством импульсов в пачке, так и формирование щиротно-импульсных сигналов на выходе компаратора 2 с линейным изменением длительности импульсов. Указанное обстоятельство обеспечивает расширение области применения функционального генератора. Область его применения может быть расширена дополнительно за счет использования нелинейного цифроаналогового преобразователя, что позволит формировать аналогоцифровую задержку (7 по произвольно му (заданному) закону Ф (/). В результате

на выходе устройства за время 7и будет сформирована нелинейная дискретная функция

20 цифровую задержку (7 по произво му (заданному) закону Ф (/). В резуль

25

7гп„+(г-/) (О .:Л/Ф(

0

0

Формула изобретения

Функциональный генератор, содержащий компаратор, первый вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, а второй вход - к выходу цифроаналогового преобразователя, генератор прямоугольных импульсов и триггер, 5 отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет формирования число-импульсного сигнала с линейно изменяющимся количеством импульсов в пачке, в него введены переключатель, коммутатор, два формирователя импульсов и реверсивный счетчик, соединенный суммирующим и вычитающим входами соответственно с первым и вторым выходами комму татора, входом запуска - с выходом первого формирователя импульсов, входом обнуления - с первым выходом второго формирователя импульсов, разрядным выходом - с входом цифроаналогового преобразователя, а выходом переноса - с информационным входом переключателя, подключенного управляющим входом к входу задания режима работы функционального генератора, первым выходом - к входу первого формирователя импульсов, а вторым выходом - к счетному входу триггера, вход начальной установки которого соединен с вторым выходом второго формирователя импульсов, а выходы - с управляющими входами коммутатора, подключенного информационным входом к выходу компаратора и входу запуска генератора прямо5

0

5

1309052.

5о

угольных импульсов, выход которого являет- вход запуска генератора пилообразного- на- ся выходом функционального генератора, пряжения соединены с входом запуска функ- вход второго формирователя импульсов и ционального генератора.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Целью изобретения является расширение области при.ме- нения за счет формирования число-импульсного сигнала с линейно изменяющимся количеством импульсов в пачке. Функциональный генератор содержит генератор 1 пилообразного напряжения, компаратор 2, генератор 3 прямоугольных импульсов, два формирователя 4 и 7 импульсов, реверсивный счетчик 5, цифроаналоговый преобразователь 6, триггер 10 и два распределителя И и 12 им.пульсов. Работа функционального генератора основана на инкрементном нрирашении содержимого счетчика 5 в каждом такте развертки генератора 1 пилообразного напряжения. В результате на выходе компаратора 2 формируется периодический широтно-импульсный сигнал, длительность импульсов которого линейно изменяется во времени, а на выходе генератора 3 формируется число-импульсный сигнал с линейно изменяющимся количеством импульсов в каждой пачке, что обеспечивает расширение области применения функционального генератора. 1 ил. § (О Наклон i 00 О СО о СД to