Функциональный генератор Советский патент 1988 года по МПК G06F1/02 

(Л

С

114

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для генерации функциональных зависимостей.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет возможности генерирования функциональных зависимостей на заданном интервале изменения аргумента.

На чертеже изображена функциональная схема генератора.

Генератор содержит регистр 1 час™ тоты,, счетчик-делитель 2, управляемый генератор 3 импульсов, делитель 4 частоты на два, элементы И 5 и 6, элемент ИЛИ 7, элемент НЕ 8, элемент ИЛИ 9, элементы И 10 - 12, реверсивный- счетчик 13, схемы 1А - 17 сравнения, тр иггеры знака 18, крутизны 19, горизонтального участка 20, режима 21, элемент ИЛИ 22, регистр 23 начадь ного значения, схему 24 сравнения, регистр 25 конечного значения, схему 26 сравнения, триггер 27 разрешения вьздачи результата, элементы И-ИЛИ 28 группы, элементы ИЛИ 29, элементы И 30 и 31, информационный вход 32 ге- нер атора, выход 33 генератора.

Управление функциональным генерато ром осуществляется в следующей последовательности.

1 о Кнопкой Сброс схема приводится в исходное состояние (сигнал Сброс)о

2. Переключателем режима задается вид формирования кода: синусоидально изменяющегося.напряжения (сигнал sin).; линейно изменяющегося напряжения (сигнал ЛИН)о

3„ Кнопкой ЗП (тое„ по сигналу ЗП) по входу 32 вводится соответствующий код (набранный на клавиатуре): для режима sin - код частоты огибающей; для режима ЛШ - код скорости изменения о

4о Кнопкой ЗП. по входу 32 вводится соответствующий кодт для режима sin - код начального значения и знак; для режима ЛИН - код начального значения и знаКд При формировании синусоидального напряжения с начальным углом, равным 0, код начального значения не вводится

.5. Кнопкой ЗП,КОП,ЗНАЧ по входу 32 вводится код конечного значения, набранньш на клавиатуре, а также переключателем устанавливается разрешение сравнения конечного значе

01

0

5

0

25

0

5

0

5

0

5

12

НИН (сигнал РАЗР,СРАВН,КОН), При непрерывном формировании функций код конечного значения и разрешение сравнения не ввoд fтcя„

6 о Кнопкой Пуск дается разрешение на начало формирования функций. Сигнал Пуск формируется по импульсу ИмПрПуск на триггере (не показан), В качестве клавиатуры, с которой вводятся данные, можно использовать набор кнопок с преобразованием десятичного кода в двоичный и записью, его в регистр памяти.

Функциональный генератор работает следующим образом.

Рассмотрим формирование кодов синусоидального напряжения с начальным углом, равным 0°-,

После приведения схемы в исходное состояние (по цепи Сброс) последовательно заносится вся необходимая информация: в регистр 1 частоты заносится код частоты огибающей синусоидального напряжения (сигналом начальной установки ЗП); в регистр 23 начального значения и в триггер 18 знака по установочному входу (через элемент И 31) заносится код начального значения и знак или фаза генерируемой функции (сигналом ,ЗП„НАЧ, ЗНАЧ),

Счетчик-делитель 2 находится в ис- ходн ом .состоянии в режиме параллельной записи по информационным входам, так как при отсутствии команды Пуск через элементы НЕ 8 и ИЛИ 9 пос- ;Тупает разрешение на его вход параллельной записи. Таким образом, до появления команды Пуск в счетчике- делителе 2 записан код частоты оги бающей синусоидального напряжения, По команде Пуск с выхода генератора 3 через элементы И 5 и ИЛИ 7 на вход С счетчика-делителя 2 поступают импульсы с частотой, обеспечивающей крутизну 1-го участка аппроксимации. При этом счетчик-делитель 2 переходит в счетный вычитающий режим, так как с его входа записи по команде Пуск снимается сигнал, разрешающий параллельную запись. При вычитании до нуля на выходе переноса счетчика- делителя 2 появляется импульс, который через второй вход схемы ИЛИ 9 поступает на вход счетчика-делителя 2, вновь записьшая ъ нем код регист- i pa 1 частоты. Таким образом, на выходе CR счетчика-делителя 2 частота

3141001

импульсов зависит от заданной частоты.

Одновременно по команде Пуск на выходе схемы 24 сравнения появляется сигнал равенства начального и текущего значений, который устанавливает триггер 27 в единичное состояние, разрешающее прохождение кода с реверсивного счетчика 13 через выходные . ю элементы И-ИЛИ 28 на выход.

Триггер 21 режима, находясь в нулевом состоянии (по цепи Сброс через элемент ИЛИ 22), разрешает прохождение импульсов со счетчика-дели- is теля 2 через элемент И 10 на счетный вход прибавления единицы реверсивного счетчика 13, обеспечивая в нем режим сложения. Таким образом, при поступлении на вход реверсивного 20 счетчика 13 импульсов заданной частоты- на го выходе формируются коды линейно нарастающего напряжения (1-й участок аппроксимации), которые через выходные элементы И-ИЛИ 28 пос- 25 тупают на выход функционального генератора.

В момент накопления в реверсивном счетчике 13 кода, равного эталонному коду схемы 14 сравнения (эталонный ЗО код 2), на выходе последней появляется сигнал, который переводит триггер 19 крутизны по входу С в единичное состояние, запрещающее прохождение импульсов с генератора 3 через эле- og мент И 5 и разрешащее прохождение импульсов с генератора.3 через делитель 4 и элементы И 6 и ИЛИ 7 на вход счетчика-делителя 2

Таким образом, частота выходных 40 импульсов счетчика-делителя 2 умень- тается в два раза, что обеспечивает крутизну 2-го участка аппроксимации,

В момент-накопления в реверсивном счетчике 13 кода, равного эталонному 45 коду схемы 15 сравнения (эталонный код 3), на выходе последней появляет- Ся сигнал, который переводит триггер горизонтального участка 20 по входу С в единичное состояние, запрещающее gQ с нулевого выхода прохождение кодов реверсивного счетчика 13 через элементы И-ИЛИ 28 и одновременно устанавливающее с единичного выхода на выходах элементов И-ИЛИ 28 код, со- gg, ответствующий горизонтальному участку аппроксимации.

В момент накопления в реверсивном счетчике 13 кода, равного эталонному

коду схемы 16 сравнения (зталонньй код 4), на выходе последней появляется сигнал, который через элемент ИЛИ 29 переводит триггер 21 режима в единичное состояние, запрещающее с нулевого выхода прохождение импульсов со сче.тчика-делителя 2 через элемент И О на вход прибавления единицы реверсивного счетчика 13 и разрешающее с единичного, выхода прохождение импульсов со счетчика-делителя 2 через элемент И 11 на вход вычитания единицы реверсивного счетчика 13, обеспечивая в нем режим вычитания. Процесс продолжается в обратном направлении.

После прохождения реверсивным счетчиком 13 т.З по сигналу схемы 15 сравнения возвращается в исходное состояние (нулевое) по входу С триггер 20 горизонтального участка, который снова разрешает прохождение кода с реверсивного счетчика 13 через выходные элементы И-ИЛИ 28 на в.ыход После прохождения т.2 по сигналу схемы 14 сравнения возвращается в исходное (нулевое) состояние по входу С триггер 19 крутизны, запрещающий прохождение импульсов с делителя 4 через элемент И 6 и разрешающий прохождение импульсов с -генератора 3 через элемент И 5, обеспечивая кру тизну 5-го участка аппроксимации.

При достижении реверсивным счетчиком 13 кода, равного эталонному.коду схемы 17 сравнения (эталонный код 1), на выходе последней появляется сиг- нал перехода через 0, который через элемент ИЛИ 22 переводит триггер 21 режима в нулевое состояние, запрещающее прохождение импульсов со счетчика-делителя 2 через элемент И 11 и разрешающее их прохождение через элемент И 10, обеспечивая в рет версивном счетчике 13 режим сложения . Одновременно по сигналу схемы 17 сравнения переводится в противоположное состояние по входу С триггер 18 знака, выход которого является выходом знакового разряда функционального генератора.

Дальнейшая работа .функционально-, го генератора повторяется.

По окончании формирования кода синусоидального напряжения, соответствующего одному периоду, по сигналу схемы 17 сравнения триггер 18 знака по входу С возвращается в исходное

. 5 ,14

.состояниеэ и дальнейшая работа снова повторяется

: Рассмотрено формирование кодов - ;синусоидального напряжения с 0 В ; случае, если нужен начальный угол,, i отличный от , то код этого угла после приведения схемь в исходное состояние заносится по входу 32 сиг-- налом начальной установки ЗПсЗНАЧ., НАЧ в регистр 23 качаяького знача™ кия. При этом .по команде Пуск cxs™ ма 24 сравнения не срабатызае т, триггер 27 находится з нулевом состоянии, запрещающем прохождегьм а код резерсязного счетчика .; чарзз Е -тя од- ные элементы 28 на выход„

При достижении ре вере vis кмк счетчиком. 13 кода, разного коду регистра 23 начального значения; срабатыйгат схема 24 .сравнанил 5 которая перевс дит триггер 27 в единкчкое состокнне, разреша,ющее прохождение кода рев-гр--- сивного счетчика 13 через выходньге элементы И-ИЛИ 28 на выход

В случае р если нужно вьгдавать коды синусоидального напряжения не непрерывно j а за ончить на какой-то ределенном угле, то на схему 26 срав- нен ия подается разрашекие сравнения, а код этого уг.па заносится после приведения схемы в исходное состояние . в регистр 25 конечко.го аначения (сигналом ЗПоКОНоЗНАЧ ). При дос-п-ше- нии реверсквнь:м счетчиком 13 кода, . :равного коду регистра 25 конечного i значения, срабатьшает схема 26 срав--- нения, которая запрещает работу нератора 3

Формирование кодов линейно изменяющегося напряжения происходит следую- щш-я образом„

После приведения схекы в исходное ;состояние (по цепи Сброс) поспедовательно заносится вся .несбходикзя информация; Б регистр 1 частоты зако- си-тся код скорости изменения линейно изменяющегося напряжения (скгнэлс.м )5.з реверсивный счетчик 13 чере:. элемент-PI 12, в регистр 23 нa aльйo го значения5 в триггер 18 знака (через элемент И .31 ) заносится код начального значения и знак (сигналом

ЗП.НАЧ, Б регнстр конечного значения 25 заносятся код ко.кечного з|1ачения и его знак (сигнапон ЗП,. КОН.ЗНАЧ)«р

Схема 26 сравнения построение таким образок, чтор кроме вьщачк-сигкг

0011 6

па равенства входньпс кодов, на ее втором выходе имеется сигнал, указывающий, какой из кодов больше или

меньше с учетом знаковых разрядов. Цанный сигнал я-вляется признаком возрастания или убывания функции„При одинаковых знаковых разрядах и меньшем по величине к.оде начального зна-i чення на. втором выходе схемы 26 сравнения будет ЛоГо О - признак воз- , растакщей функции. В остальных с.пу- чаях на втором выходе схемы 26 сравнения .появится ЛоГо признак убы

f; вакщей функции, который по команде Пуск сигналом- Ими о пуск через эле.- мэнты И 30 и ИЛИ 29 переводит гер 21 режима в единичное состояние} эб еспечивая в реверсивном счетчике

;-; 3 режим- вычитания.

.. Та.киь образом, в зависимости от записанных кодов начального и конечного значений реверсивный счетчик 13 по команде Пуск начинает работать

/ 0: в режиме сложения вычитания, формируя на коды линейно изменяющейся функции Так как в реверсивном счетчике 13 и в регистре 23 начального значения записан один код, то по

0 команде Пуск срабатывает схема 24 сравнения, переводя триггер 27 в еди- н.1-гчкое положение, разрешающее прсхож денке кода реверсивного счетчика 13 через элементы И-КЛИ 28 на выход При

.J. переходе реверсивгного счетчика 13 через О (то1) срабатывает схема 17 сравненияt переводя триггер 18 знака по входу С в противоположное состоя - ние и через элемент ИЛИ 22 триггер

Q 21 режима по входу R в нулевое состояние g осуществляя реверс в реверсивном счетчике 13

При достижении в реверсивном счетчике 13 кода, равного коду -запнсан...г; ному в регистр 25 конечного значения, срабатывает схема 26 сравнения, зап : решая по 3-му выходу работу генератора 3,

Если запретить действие схемы 26

Q сравнения (снятием сигнала РАЗР, СРАВН„КОН), то получим генератор непрерывной линейно -изменяющейся

фу-НКДИИо

;;,.; Формула изобретвния.

Функциональный генератор, содержа- 1шй реверсивный счетчик,, управляемый генератор импульсов н три схемы сравнения, причем выход реверсивного счетчика подключен к первым информационным входам первой и второй схем сравнения, отличающийся

четвертого и пятого элементов И, выходы которых подключены соответственно к входам прибавления едини.цы и вычитания единицы реверсив ного счетчи10

тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможности генерирования функциональных зависимостей на заданном инте5)вале изменения аргумента, в него введены регистр частоты, счетчик-делитель, делитель ча.стоты на два, семь элементов И, четыре элемента ИЛИ, элемент . НЕ, три схемы сравнения, триггер знака, триггер крутизны, триггер горизонтального участка, триггер режима, регистр начального значения, регистр конечного значения, триггер разреше-. ния выдачи результата, группа элементов И-ИЛИ, причем выход реверсивного 20 вторым входам пятого и четвертого счетчика подключен к первьм информа- элементов И, выход Третьего элемента

ка, вход записи которого по дключен к выходу шестого элемента И, вход сброса генератора подключен к входам установки в о реверсивного счетчика,. счетчика-делителя, регистра частоты, триггера горизонтального участка, триггера разрешения вьщачи результата, триггера крутизны, триггера знака, реги стров начального и конечного 15 значений и к первому входу второго элемента ИЛИ, .выход которого подключен к входу установки в.О триггера режима, прямой и инверсный выходы которого подключены соответственно к

,14100118

четвертого и пятого элементов И, выходы которых подключены соответственно к входам прибавления едини.цы и вычитания единицы реверсив ного счетчи

вторым входам пятого и четвертого элементов И, выход Третьего элемента

ка, вход записи которого по дключен к выходу шестого элемента И, вход сброса генератора подключен к входам установки в о реверсивного счетчика,. счетчика-делителя, регистра частоты, триггера горизонтального участка, триггера разрешения вьщачи результата, триггера крутизны, триггера знака, реги стров начального и конечного значений и к первому входу второго элемента ИЛИ, .выход которого подключен к входу установки в.О триггера режима, прямой и инверсный выходы ко, торого подключены соответственно к

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для генерации функциональных зависимостей. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет возможности генерирования функциональных зависимостей на заданном диапазоне изменения аргумента. Генератор содер-, жит регистр частоты, счетчик-делитель, управляемый генератор импуль- сов, делитель частоты на два, элементы И, элементы ИЛИ,.элемент НЕ, реверсивный счетчик, схемы сравнения, триггеры знака, крутизны, горизонтального участка, режима, -разрешения выдачи результата, регистры начального и конечного значений, элементы И-ИЛИ группы, I ил, . .

ИЛИ подключен к входу установки в триггера режима, выход триггера

Г

разрешения выдачи результата подклю

ционным входам схем сравнения .с третьей по шес тую и к первым входам первой группы элементов И-ШТИ группы, разряды информационного входа генера- 25 чен к вторым входам первой группы тора подключены к информационному элементов .И-ИЛИ г.руппы,. элементов входу регистра частоты, информационному входу счетчика-делителя, разряды с первого по. п-й (п - количество

И-ИЛИ группы, выход первой схемы сравнения.подключен к синхровходу триггера горизонтального участка,

информационных разрядов) информацион- ЗО прямой и инверсный выходы которого

ных входов регистров начального и конечного значений, (n+l)-e разряды информационных входов которьрс подключены к знаковому разряду информационного входа генератора и соединены с первым входом первого элемента И,.выход которого подключен к входу установки к 1 триггера знака, вход которого подключен к (п+1)-м разрядам первых информационных входов третьей и пятой схем сравнения, выходы которых подключены соответственно к входу установки в 1 триггера разрешения выдачи результата и к управляющему входу управляемого генератора им- 45 И, выходы которых подключены соот- пульсов, выход которого подключен к ветственно к первому и второму вхо- первому входу второго элемента И и к дам четвертого элемента ИЖ, выход входу делителя частоты на два, выход которого подключен к счетному входу которого подключен к первому входу счетчика-делителя, информационный третьего элемента И, вход пуска гене- QQ вход которого подключен к выходу ратора подключен к вторым входам второго и третьего элементов И, входу . разрешения сравнения третьей схемы сравнения и через элемент НЕ к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу записи

55

регистра частоты, синхровход которого подключен к входу записи значения частоты генератора, выход шестой схемы сравнения подключен к синхровходу триггера знака и второму входу второго элемента ИЛИ, входы записи начального значения и записи конечного значения генератора подклю- че.ны к синхровходам регистров соотсчетчика-делителя, выход переноса которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и к первьм входам

ИЛИ подключен к входу установки в триггера режима, выход триггера

Г

чен к вторым входам первой группы элементов .И-ИЛИ г.руппы,. элементов

разрешения выдачи результата подключен к вторым входам первой группы элементов .И-ИЛИ г.руппы,. элементов

чен к вторым входам первой группы элементов .И-ИЛИ г.руппы,. элементов

И-ИЛИ группы, выход первой схемы сравнения.подключен к синхровходу триггера горизонтального участка,

прямой и инверсный выходы которого

подключены соответственно к тре.тье- му входу первой группы и к дервому входу второй группы п-го элемента И-ИЛИ группы, выход которого подключен к п-му разряду выхода генератора, выход триггера знака подключен к (ii+l)-My разряду выхода генератора, выходы второй и четвертой схем сравнения подключены соответственно к

первому входу третьего элемента ИЛИ и к синхровходу триггера крутизны, прямой и инверсный выходы которого подключены соответственно к третьим входам третьего и второго элемента

И, выходы которых подключены соот- ветственно к первому и второму вхо- дам четвертого элемента ИЖ, выход которого подключен к счетному входу счетчика-делителя, информационный вход которого подключен к выходу

регистра частоты, синхровход которого подключен к входу записи значения частоты генератора, выход шестой схемы сравнения подключен к синхровходу триггера знака и второму входу второго элемента ИЛИ, входы записи начального значения и записи конечного значения генератора подклю- че.ны к синхровходам регистров сооту 14

ветственно нгшального и конечного значений, выходы которых подключены соотвегственно к вторым информационным входам третьей и пятой схем сравнения , вход разрешения сравнения и выход Больше-меньше пятой схемы сравнения подключены соответственно к входу разрешения сравнения конечного значения генератора и к первому . входу седьмого элемента И, второй, третий входы и выход которого подключены соответственно к входу импульса пуска генератора, входу режима генерации линейной функции генератора и к второму входу третьего элемента ИЛИ,

Редактор Е.Копча

Составитель М.Силин Техред Л.Сердюкова

Заказ 3480/44

Тираж 704

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

1 110

входы записи начального значения и режима генерации линейной функции генератора подключены соответственно к первому и второму элементу И, вход режима генерации синусоидальной функции генератора подключен к входам разрешения сравнения первой и четвертой схем сравнения, вторые информационные входы шестой, четвертой, первой и второй схем сравнения подключены к входам кодов нуле вого значения, точки изменения крутизны,точки перехода к горизонтальному участку и точки перегиба генератора.

Корректор М.Пожо

Под писное