Цифровой генератор кусочно-линейных функций Советский патент 1989 года по МПК G06F1/02 

1 1481732

Изобретение относится к вычислиельной технике г может быть испольовано при построении программируеых генераторов произвольных функций, ппроксимированных линейными сегменнм к з ур ц р чи е вх ст с пр ни пр кр сы пу за ре де в дл ст фу ги ды фо ра

тами, и многоканальных генераторов взаимонезависимых последовательностей прямоугольных импульсов.

Целью изобретения является повыше- Q ние точности генератора и расширение класса решаемых задач за счет чередования методов формирования функций посредством суммирования значений аппроксимирующих линейных сегментов 15 и по значениям функций в точках отсчета.

На чертеже приведена функциональная схема генератора .кусочно-линейных функций.20

Генератор содержит счетчик 1, блок 2 памяти, сумматор 3, регистры 4 и 5, коммутатор 6, ЦАП 7, управляемый делитель 8 частоты, элемент 9 25 задержки, генератор 10 тактовых импульсов, i

Цифровой генератор кусочно-линейных функций работает следующим образом.

Рабочему режиму генератора предшествует загрузка блока 2. Б процессе загрузки счетчик 1 последовательно, начиная с нулевой, перебирает ячейки, блока 2, в которые по входам 11 заносятся инструкции сегментов, содержащие .информацию о методе формирования функции - посредством аппроксимирующих линейных сегментов

30

35

При формировании функции по значе ниям аппроксимирующих линейных сегментов из блока 2 на управляющий вхо коммутатора 6 поступает сигнал признака вида аппроксимации единичного уровня, который переключает информационный вход регистра 5 на выход регистра 4. На группу входов первого числа сумматора 3 из блока 2 поступа ет код крутизны сегмента. На группу входов второго числа сумматора 3 поступает код текущего значения функци с выходов регистра 5. В сумматоре 3 производится сложение текущего значе ния функции с величной элементарного приращения сегмента, заданного кодом крутизны. Образовавшаяся сумма записывается под действием тактовых импульсов генератора 10 в регистр 4, затем с некоторым запаздывай,-ем, определяемым параметрами элемента 9 за держки, поступает через коммутатор 6 в регистр 5. Регистры 4 и 5 служат для промежуточного хранения соответственно нового и текущего значений функции. Новое значение функции с ре гистра 5 поступает на разрядные входы ЦАП 7, преобразуется в налоговую форму и поступает на выход 13 генератора.

При формировании функции по ее значениям в точках отсчета из блока 2 на управляющий вход коммутатора 6 поступает сигнал признака вида аппроксимации нулевого уровня, который переключает информационный вход регистра 5 на выход блока 2. Значения функции в точках отсчета постуили по значениям функции в точках от- 40 пают из блока 2 через коммутатор б

непосредственно в регистр 5 и далее

счета, информацию о крутизне сегментов или о значениях функции в точках отсчета,информацию о длине семектов или о количестве- повторов значений функции в точках отсчета, информацию 45 о конце функции. Заполнение счетчика 1 производится по входам 12. После загрузки блока 2 счётник 1 обнуляется и генератор переводится в рабочий режим, в котором на выходах 13 или 14 JQ формируется соответственно заданная функция или последовательность импульсов .

Рабочий режим генератора начинается с приходом сигнала запуска на вход 55 15 генератора 10. После чего начинается отработка инструкций первого сегмента, находящихся в нулевой ячейке блока 2.

через ЦАП 7 на выход 13 генератора. i

Переход от одного метода формирования функции к другому осуществляется по значению признака вида аппроксимации, программируемому для каждого сегмента, и, следовательно, может выполняться при отработке инструкций сегментов в любой последовательности,.

При использовании генератора кусочно-линейных функций в качестве многоканального генератора последова тельностей прямоугольных импульсов информационный вход регистра 5 долже быть переключен коммутатором 6 по сигналу признака вида аппроксимации на выход блока 2 (так же, как и в ре жиме формирования аналоговых функций

Q 5

0

5

0

5

При формировании функции по значениям аппроксимирующих линейных сегментов из блока 2 на управляющий вход коммутатора 6 поступает сигнал признака вида аппроксимации единичного уровня, который переключает информаг ционный вход регистра 5 на выход регистра 4. На группу входов первого числа сумматора 3 из блока 2 поступает код крутизны сегмента. На группу входов второго числа сумматора 3 поступает код текущего значения функции с выходов регистра 5. В сумматоре 3 производится сложение текущего значения функции с величной элементарного приращения сегмента, заданного кодом крутизны. Образовавшаяся сумма записывается под действием тактовых импульсов генератора 10 в регистр 4, затем с некоторым запаздывай,-ем, определяемым параметрами элемента 9 задержки, поступает через коммутатор 6 в регистр 5. Регистры 4 и 5 служат для промежуточного хранения соответственно нового и текущего значений функции. Новое значение функции с регистра 5 поступает на разрядные входы ЦАП 7, преобразуется в налоговую форму и поступает на выход 13 генератора.

При формировании функции по ее значениям в точках отсчета из блока 2 на управляющий вход коммутатора 6 поступает сигнал признака вида аппроксимации нулевого уровня, который переключает информационный вход . регистра 5 на выход блока 2. Значения функции в точках отсчета постучерез ЦАП 7 на выход 13 генератора. i

Переход от одного метода формирования функции к другому осуществляется по значению признака вида аппроксимации, программируемому для каждого сегмента, и, следовательно, может выполняться при отработке инструкций сегментов в любой последовательности,.

При использовании генератора кусочно-линейных функций в качестве многоканального генератора последовательностей прямоугольных импульсов информационный вход регистра 5 должен быть переключен коммутатором 6 по сигналу признака вида аппроксимации на выход блока 2 (так же, как и в режиме формирования аналоговых функций

3 148

по их значениям в точках отсчета). Выходные сигналы многоканального генератора прямоугольных импульсов снимаются с выходов 14 генератора. При этом количество каналов определяется разрядностью регистра 5. Фазовые соотношения между каналами и в пределах последовательностей импульсов задаются состояниями соответствующих разрядов кода крутизны сегмента, поступающего из блока 2 в регистр 5.

Величина суммарного приращения сегмента и длительность участка функции, восстанавливаемого по значению функции в точке отсчета, а также длительность участков последовательностей прямоугольных импульсов с постоянной для всех каналов фазой определяются кодом длины сегмента, задающим коэффициент деления тактовых импульсов генератора 10 в делителе 8. Через заданное кодом длины сегмента количество тактов на выходе делителя 8 частоты появляется импульс, который поступает на счетный вход счетчика 1 и увеличивает его содержимое на единицу.

После отработки инструкций первого сегмента на выходе счетчика 1 устанавливается адрес следующей ячейки блока 2, содержащей инструкцию второго сегмента и т.д. до появления в инструкциях последнего сегмента признака конца функции. Признак конца функции обнуляет счетчик 1 и останавливает генератор 10. На этом формирование одного периода аналоговой функции или совокупности последовательностей прямоугольных импульсов заканчивается.

При необходимости периодизации функции илл последовательностей импульсов генератор 10 запускают повторно .

Для обеспечения принудительного возврата аналоговой функции к своему начальному значению при периодизации (для последовательностей прямоугольных импульсов это обеспечивается безусловно в соответствии с логикой организации многоканального режима) в нулевую ячейку блока 2 в режиме загрузки заносятся требуемое начальное значение функции, обусловленный видом функции код длины сегмента и нулевое значение признака вида аппроксимации. После обнуления счетчика 1 признаком конца функции начальное значение функции в виде кода крулпны сегмента поступает нз блока 2 иод действием

7324

нулевого значения признака вида аппроксимации непосредственно в регистр 5 и определяет его новое состоя- ние, а следовательно, и начальное

значение функции на выходе генератора независимо от ее промежуточных и конечного значений.

Фгрмула изобретения

Цифровой генератор кусочно-линейных функций, содержащий счетчик, блок памяти, сумматор, первый регистр,

5 управляемый делитель частоты, генератор тактовых импульсов, причем выход счетчика подключен к адресному входу блока памяти, выход разрядов кода крутизны которого подключен к

0 первому информационному входу сумматора, второй информационный вход которого объединен с выходом генератора, входы задания адреса и данных которого подключены соответственно к

5 установочному входу счетчика и информационному входу блока памяти, выход разрядов кода длины сегмента которого подключен к управляющему входу управляемого ;елителя частоты, икформаци0 онный вход которого и вход синхронизации первого регистра подключены к выходу генератора тактовых импульсов, вход запуска которого подключен к входу пуска генератора, вы

ход разряда признаков окончания вычисления функции бпока памяти подключен к входу сброса счетчика и входу останова генератора тактовых импульсов, выход управляемого делитепя час тоты подключен к счетному входу

счетчика, выход сумматора подключен к входу первого регистра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности генератора и расширекия класса решаемых задач за счет чередования методов формирования функций посредством суммирования значений аппроксимирующих линейных сегментов и по значениям функций в

точках отсчета, в него введены элемент задержки, коммутатор и второй регистр, причем выход генератора тактовых импульсов через элемент задержки подключен к входу синхронизации второго регистра, выход которого подключен к выходу генератора, выход первого регистра подключен к первому информационному входу коммутатора, второй информационный и управляющий

514817326

входы которого подключены соответст- ка вида аппроксимации блока памяти, венно к выходу разрядов кода крутиэ- выход коммутатора подключен к входу ны сегмента и выходу разряда приэна- второго регистра.

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано при построении программируемых одноканальных генераторов произвольных функций и многоканальных генераторов взаимонезависимых последовательностей прямоугольных импульсов. Цель изобретения - повышение точности генератора и расширение класса решаемых задач за счет способности чередования методов формирования функций посредством суммирования значений аппроксимирующих линейных сегментов и по значениям функций в точках отсчета. Генератор содержит счетчик 1, блок 2 памяти, сумматор 3, регистры 4 и 5, коммутатор 6, ЦАП 7, управляемый делитель 8 частоты, элемент 9 задержки и генератор 10 тактовых импульсов. Поставленная цель достигается за счет введения регистра 5, коммутатора 6 и элемента 9 задержки. 1 ил.