Функциональный генератор Советский патент 1988 года по МПК G06G7/26 

00

ф

Од

ел

Изобретение относится к импульс- ;ной технике и может быть использова- IHO для синтеза сигнала сложной формы, моделирования процессов в измеритель- но-вычислитепьных комплексах, щих преобразования цифровых сигналов в аналоговые.

Целью изобретения является распи- рение функциональных возможностей путем обеспечения программируемого управления длительностью импульсов I сглаживания и уровнем выходного сиг- I нала в реальном масштабе времени. I На фиг. 1 изображен функциональ- tный генератор; на фиг. 2 - временные I диаграммы, поясняющие его работу. : Функциональный генератор содёр- жит генератор 1 импульсов, первый блок 2 памяти, первьй 3 и второй 4 элементы памяти,входы которых сое- |динены с выходом первого блока 2 |памяти, формирователь 5 импульсов за- писи, первый и второй выходы которого ; соединены с управлтянлщми входами 3 и второго 4 элементов памяти соответственно, третий элемент 6 памяти, выход которого соединен с вхо- дом управления генератора 1 импуль- |сов, второй блок 7 памяти, выход ко- j торого подключен к входу третьего эле Iмента 6 памяти, первый формирователь 8 импульсов, сигнальньй вход которо- го соединен с первым выходом генера- |тора 1 импульсов, а управлякщий вход подключен к выходу первого элемента Г

3памяти, второй фор1мирователь 9 И1ч- пульсов, управЛяю щий вход которого

сочинен с выходом второго элемента

4памяти, инвертор 10, вход которого подключен к первому выходу генератора

1 импульсов, а выход - к сигнальному входу второго формирователя 9 импульсов, сумматор 11, первый и второй входы которого соединены с первым 8 и вторым 9 формирователями соответственно, формирователь 12 импульсов чтения и записи, вход синхронизации которого подключен к входу формирователя 5, входу первого блока 2 памя- ти и второму выходу генератора 1 импульсов, а первый выкод соединен с входами управления третьего элемен1 а 6 и второго блока 7 памяти, цифроаналого- вьй преобразователь 13, вход опорного напряжения которого соединен с выходом сумматора 11, четвертьй элемент 14 памяти, выход которого подключен к информационному входу цифро

|Q 5 0 5 0 s

о

5 о 5

аналогового преобразователя 13, третий блок 15 памяти, вход управления которого соединен с входом управления четвертого элемента 14 памяти и вторым выходом формирователя 12, one- рационный усилитель 16, вход которого соединен с выходом цифроаналогово- го преобразователя 13, а выход является выходом 17 устройства, причем входом 18 установки является вход установки формирователя 12, первым входом 19 и вторым входом 20 управления - входы выключения второго блока 7 и третьего блока 15 памяти соответственно.

На фиг. 2 обозначены временные диаграммы; а - импульсы сглаживания на первом выходе генератора 1J 5 - импульсы сглаживания на выходе инвертора 10; Ь - задающие импульсы на втором выходе генератора 1; -2 - импульсы записи на первом выходе формирователя 5;9 - импульсы записи на втором выходе формирователя 5; е - импульсы на втором выз{оде формирователя 12 - импульсы на выходе первого формирователя 8; ч - импульсы на выходе второго формирователя 9; и - сигнал на выходе операционного усилителя 16.

Функциональньй генератор работает следунлцим образом.

Генератор 1 импульсов по первому выходу вьфабатьгоает последовательность импульсов требуемой формы, например треугольной (фиг. 26), и частоты следования, служащих исходными импульсами сглаживания, а по второму выходу - последовательность импульсов прямоугольной формы (фиг.2В), которые являются задаияцими по частоте импульсами сглаживания и «задат- чикамн времени для формирования импульсов считывания информации из блоков памяти и записи в элементы памяти.

Импульсы генератора 1 по его первому и второму выходам жестко привязаны по времени и имеют одну и ту же частоту следоваютя (фиг. 2,q ,Ь),

Импульсы генератора 1 поступают на сигнальные входы первого формирователя 8 импульсов (фиг. 2,а), а на второй формирователь 9 импульсов поступают через инвертор 10 (фиг, 2,S ) . В каждом из формирователей 8 и 9 импульсов осуществляется нормирование входных импульсов путем

кретного регулирования их коэффициентов передачи таким образом, чтобы амплитуды импульсов были равны мгновенным значениям выходного сигнала в соответствующие моменты времени (фиг. 2, Ж , , U )

Установка значения амплитуды в каждом из формирователей осуществляется через их управляющие входы с по мощью первого и второго элементов 3 и 4 памяти в начале каждого периода. Коды, записанные в элементах 3 и 4, сохраняются на всем периоде формирования импульса. Новые значения кодов записываются в них из блока 2 памяти, содержащего в кодовой форме мгновенные значения выходного сигнал Управление порядком записи из блока 2 памяти в элементы 3 и 4 памяти осуществляется формирователем 5 импульсов записи, В моменты начала и окончания очередного задающего импульса с второго выхода генератора Т происходит считывание очередного ко- да из блока памяти, однако код будет записан в тот либо другой элемент 3 и 4 памяти, В какой из них записать код определяет формирователь 5 импульсов записи. В один из элементов памяти по переднему фронту задающих импульсов записывается код, считываемый по четным адресам, а в другой по заднему фронту задающих импульсов- код по нечетным адресам блока 2 памя ти (фиг, 2,8,2,3), Длительность импульсов с первого выхода генератора 1 определяется кодом на его входе управления, установка которого осуществляется с помощью третьего элемен- та 6 памяти в начале каждого периода (фиг. 2,8). Значение кода, записанное в третьем элементе 6 памяти, сохраняется на всем периоде формирования импульса. Новые значения кодов записываются в него из второго блока 7 памяти, содержащего в кодовой форме значения длительности импульсов по первому выходу генератора 1. Управление порядком считывания кодов из второго блока 7 памяти и записи их в третий элемент 6 памяти осуществляется импульсами с первого выхода формирователя 12 импульсов чтения и записи, на вход которого посту- пают импульсы с второго выхода управляемого генератора 1 импульсов.

Нормированные импульсы по амплитуде и длительности с выходов формиро51

вателей 8 и 9 поступают на входы сумматора 11, на выходе которого появляется аналоговый сигнал, форма которого записана в закодированном виде в первом блоке 2 памяти (фиг, 2,и),

Сигнал с выхода сумматора 11 поступает на вход опорного напряжения цифроанало гового преобразователя (ЦАП) 13, который работает совместно с операционным усилителем (ОУ) 16. В ЦАП 13 осуществляется нормирование выходного аналогового сигнала по уровню путем дискретного регулирования коэффициента передачи. Установка значения уровня выходного сигнала осуществляется через информационные входы ЦАП 13 с помощью четвертого элемента 14 памяти в начале -каждого периода выходного сигнала. Значение кода, запи санного в элементе 14, сохраняется на всем периоде формирования выходного сигнала. Новые значения кодов записываются в элемент 14 памяти из третьего блока 15 памяти, содержащего в кодовой форме значения уровня выходного сигнала за определенное время генерации выходного сигнала. Управление порядком считьгеания кодов из третьего блока 15 памяти и записи их в третий элемент 14 памяти осуществляется импульсами с второго выхода формирователя 12 импульсов чтения и записи (фиг, 2,е), В формирователе 12 импульсов чтения и записи происходит деление частоты импульсов, поступающих с второго выхода генератора 1 импульсов.

Коэффициенты деления по первому и второму выходам формирователя 12 могут быть различными и устанавливаются перед генерацией сигнала по внешнему входу 18 установки. Коэффициент деления по первому выходу определяется соотношением частоты изменения длительности сглаживакщих импульсов к частоте задающих импульсов с второго выхода генератора 1,

Коэффициент деления по второму выходу формирователя 12 определяется .соотношением периода вьпсодного сигнала с периодом импульсов с второго выхода генератора 1 импульсов, В формирователе 12 импульсов чтения и за- .писи формируется импульс (фиг,2,е), который поступает на вход третьего блока 15 памяти и управляющий нход

четвертог о элемента 14 памяти. При :этом происходит считывание очередного значения кода из третьего блока 15 памяти и запись его в четвертый элемент 14 памяти. Выходной сигнал, -нормированный по уровню на каждом его периоде, через ОУ 16 поступает на выход 17 функционального генератора.

При генерации сигналов большой длительности и/или использовании

сглаживающих импульсов постоянной длительности после записи значений управляющих кодов в третий и четвер- :тый элементы 6 и 14 памяти сигналом

: по первому и второму входам 19 и 20 управления могут быть отключены вто- ;рой и третий блоки 7 и 15 памяти. Таким образом сникается потребляемая МОЩНОСТЬ функцио нального генератора. ; При генерации сигналов малой дли- тельности и/или переменной длительности импульсов сглаживания третий

:и четвертый, элементы 6 и 14 памяти :могут,отсутствовать в функциональном генераторе. При этом управляющие коды из второго блока 7 памяти пос- тупают непосредственно на .вход управ ;ления генератора 1 импульсов, а из ;третьего блока 15 памяти - на инфор- мационньш вход ЦАП 13,

Формула изобретения

1. Функциональньй генератор, содержащий генератор импульсов, первый блок памяти, первый и второй элв менты памяти, входы данных которых соединены с выходом первого блока памяти, формирователь импульсов записи, первый и второй выходы которого соединены с управляювдами входами первого и второго элементов памяти соответственно, первый и второй фор- мирователи импульсов,, управляющие входы которых под1а1ючены соответственно к выходам первого и второго элементов памяти, ин1зер : ор, вход которого соединен с сигнальным входом пер- вого формирователя импульсов и первым выходом генератора импульсов, второй выход которого подключен к входу первого блока памяти и входу формирователя импульсов записи, сумматор,,

0

5

0

5 0

5

0 5 Q е

первый и второй входы которого подключены к выходам первого и второго формирователей импульсов, причем сигнальный вход второго формирователя импульсов соединен с выходом инвертора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения программируемого управления длительностью импульсов сглаживания и уровнем выходного сигнала, генератор импульсов вьшолнен управляемым и в устройство введены и тфроаналоговый преобразователь, вход опорного напряжения которого соединен с выходом сумматора, операционньй усилитель, вход которого подключен к выходу циф- роаналогового преобразоватепя, а выход является выходом устройства второй блок памяти5 выход которого подключен к входу управления генератора импульсов, третий блок памяти, выход которого подключен к информационному входу цифроаналогового преобразователя, формирователь импульсов чтения и записи, вход синхронизации которого соединен с вторым выходом генератора импульсов,, первый и второй выходы - соответственно с входами управления второго и третьего блоков памяти j а вход установки является входом установки устройства,

2. Генератор по п. 1, о т л и - ч.ающий с я тем, что, с целью снижения потребляемой мощности за счет вьжлючения второго и третьего блоков памяти при генерации сигналов большой длительности, в него введены третий элемент памяти, включенньй между входом управления генератора импульсов и выходом второго блрка памяти, и четвертый элемент памяти, включенный между выходом третьего блока памяти и информационным входом цифроаналогового преобразователя, причем входы угфавления третьего и четвертого элементов памяти соедине- ны с первым и вторым выходами формирователя импульсов чтения и записи соответственно, а входы выключения второго и третьего блоков памяти являются соответственно первым и вторым :входами управления устройства.

i

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для синтеза сигналов сложной формы, моделирования процессов, в измерительно-вычислительных комплексах, требующих преобразования цифровых сигналов в аналоговые. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается за счет программируемого управления длительностью импульсов сглаживания и уровнем входного сигнала в.реальном масштабе времени, Дпя достижения этой цели генератор импульсов вьшолнен управляемым и в него дополнительно введены цифроаналоговый преобразователь 13, операционньй усилитель 16, второй 7 и третий 15 блоки памяти, формирователь 12 импульсов считывания и записи. Кроме того, функциональньй генератор содержит генератор 1 импульсов, первый блок 2 памяти, элементы 3, 4, 6 и 14 памяти, формирователь 5 импульсов записи, формирователи 8 и 9 импульсов, инвертор 10, сумматор 11, выход 17 устройства, вход 18 установки формирователя 12, входы 19 и 20 управления. Работа функционального генератора поясняется по временным диаграммам, приведенным в описании изобретения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. сл

в

cpus.Z