Генератор функций Советский патент 1991 года по МПК G06F1/02 

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для воспроизведения периодических функций произвольного вида и может быть использовано в измерительной и медицинской аппаратуре, в аппаратуре электронного моделирования.

Целью изобретения является расширение частотного диапазона генерируемых сигналов произвольной формы в область инфранизких частот.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого генератора функций; на фиг,2 и 3 - алгоритм программного обеспечения (фиг.2 - подпрограмма задания параметров, фиг.З - подпрограмма промежуточных вычислений X, Y); на фиг.4 - временные диаграммы, поясняющие работу генератора при генерировании сигналов.

Генератор функций содержит делитель 1 частоты, счетчик 2 адреса, мультиплексор 3, формирователь 4 управляющего сигнала, второе оперативное запоминающее устройство 5, первый б и второй 7 цифроаналоговые преобразователи, операционный усилитель 8, блок 9 управления, который содержит генератор 10 синхроимпульсов, блок 11 обработки данных, первое оперативное запоминающее устройство 12, постоянное запоминающее устройство 13, блок 14 задания параметров функций и режимов работы, первый 15, второй 16 и третий интерфейсы ввода-вывода, шины адреса 18 и 19 данных, выход 20 признака выдачи информации блока 11, выход 21 разрешения приема информации блока 11, вход 22 Захват блока 11, вход 23 Запрос прерывания блока 11, вход 24 Готовность блока 11, вход 25 сброса блока 11, входы 26 и 27 синхроимпульсов, выход 28 тактирующих импульсов генератора 10 синхроимпульсов

Генератор работает следующим образом.

После включения генератора на его выходе устанавливается нулевой потенциал (начальные условия). Для этого по программе, записанной в постоянное запоминаюС

о VI ю

XI

00

щее устройство 13, блок 11 обработки данных устанавливает нули в интерфейсы 15 и 16, тем самым обнуляя выходы счетчика 2 адреса и удерживая его в этом состоянии до изменения значения старшего разряда на выходе интерфейса 15 блока 9 управления, а также удерживая на выходе операционного усилителя 8 нулевой уровень. Затем блок 11 обработки данных переходит к программному циклическому опросу состояния клавиатуры блока 14 с целью обнаружения факта нажатия какой-либо клавиши. Нажатие недопустимых а данный момент клавиш игнорируется (цифры). Допустимыми в начале работы являются клавиши с наименованиями параметров: периода генерируемого сигнала, его амплитуда, а также координаты X (координата Y является зависимой от X и, если X не задано, нажатие клавиши Y игнорируется). После нажатия клавиши с наименованием параметра разрешается занесение численного значения параметра, окончание ввода значения параметра отмечается блоком 11 обработки данных по обнаружению факта нажатия клавиши Конец ввода, после чего код значения периода заносится в интерфейс 15 ввода-вывода (младшие разряды), а код значения максимальной амплитуды генерируемого сигнала произвольной формы заносится в интерфейс 16 ввода-вывода, При вводе данных сигнала произвольной формы последовательно вводятся пары значений X, Y, при этом кривая будет всегда начинаться в точке с координатами X О, Y 0. Координата X может приобретать любые значения от X 0 до X К, при этом каждое следующее Xi должно быть больше Xi-i, оордината Y может приобретать значения от до , в том числе .

После занесения первой пары координат программно по известному алгоритму Брезенхема (см. фиг.З) производится расчет значений соответствующих Y-в для всех точек X, лежащих в промежутке между 0 X Х(, и рассчитанный массив пересылается во второе оперативное запоминающее устройство 5, начиная с начального адреса, до адреса, равного Xi. Затем вводится вторая пара координат Хн, YII и аналогично производится расчет следующего массива Y-в для точек, лежащих в промежутке Х| X S Хп, рассчитанный массив Y-в пересылается во второе оперативное запоминающее устройство 5, начиная с адреса, соответствующего точке от (Х|+1 до Хн, пристыковываясь к предыдущему массиву, и дальше все повторяется сначала. Так как формируемая функция начинается с начала координат, то минимальное количество точек задаваемых на период две (см. фиг.4в) (средняя и последняя), максимальное число К (см. фиг.4г), равное разрядности счетчика 2 адреса и объема второго оперативного

запоминающего устройства 5. При введении значения X 0, последняя заданная точка соединяется с точкой с координатами X К, Y 0 (см. фиг.4а) и соответствующий массив Y-в заносится во второе оператив0 ное запоминающее устройство 5.

При необходимости сформировать паузу между сигналами после занесения очередной пары координат необходимо указать координаты X n, Y 0 точки, с которой

5 будет формироваться нулевой уровень сигнала на выходе генератора, при этом длительность паузы г К-n (см, фиг.46).

После занесения координат сигнала произвольной формы по обнаружению фак0 та нажатия клавиши Пуск на клавиатуре блока 14, блок 11 обработки данных заносит в старший разряд интерфейса 15 разрешающий сигнал, и счетчик 2 адреса начинает перебор адресов с нулевого адреса до К-го

5 адреса, которые через вторые входы мультиплексора 3 поступают на адресные входы второго оперативного запоминающего устройства 5.

При пересылке массивов Y-в во второе

0 оперативное запоминающее устройство 5 блоком 11 обработки данных используются информационные входы второго оперативного запоминающего устройства 5. В зтот момент по старшему адресному разряду че5 рез шину 18 адреса и признаку выдачи информации блока 11 обработки данных формирователем 4 формируется управляющий сигнал, переключающий мультиплексор 3 на передачу адресов от блока 11

0 обработки данных к адресным входам второго оперативного запоминающего устройства 5 и разрешающий прием информации (при помощи управляющего входа) второму оперативному запоминающему устройству

5 5.

Занесенная во второе оперативное запоминающее устройство 5 информация поступает на входы цифроаналогового преобразователя 6, после преобразования в преобразователе

0 б и усиления в операционном усилителе 8 сигнал поступает на выход. Уровень выходного сигнала через второй вход операционного усилителя 8 регулируется с помощью второго цифроаналогового преобразовате5 ля 7, на вход которого подается код с выхода второго интерфейса ввода-вывода 16

После того, как заданы параметры, генератор работает в непрерывном режиме. Изменение любого параметра можно производить независимо друг от друга в любой

момент времени его работы. Блок 11 обработки данных при обнаружении факта нажатия клавиши Сброс устанавливает на выходе интерфейса 15 в старшем разряде запрещающий сигнал для счетчика 2 адреса, и генери- рование сигналов прекращается. Повторный запуск осуществляется нажатием клавиши Пуск блока 14,

В постоянное за поминающее устройство записываются также мгновенные значения си- нусоидального сигнала, при обнаружении факта нажатия клавиши Sin на клавиатуре блока 14, массив этих мгновенных значений пересылается блоком 11 обработки данных во второе оперативное запоминающее уст- ройство 5, начиная с нулевого адреса данного оперативного запоминающего устройства, таким образом на выходе генератора будет формироваться синусоидальный сигнал. Другие виды стандартных сигналов задаются как сигналы произвольной формы (например, треугольной, пилообразной, трапецеидальной, прямоугольной и других форм).

Для получения другой формы произвольного сигнала задаются новые коорди- наты X, Y.

Формула изобретения Генератор функций, содержащий первый и второй цифроаналоговые преобразователи и блок управления, содержащий генератор синхроимпульсов, блок обработки данных, блок задания параметров функций и режимов работы, постоянное запоминающее устройство, первое оперативное запоминающее уст- ройство, первый, второй и третий интерфейсы ввода-вывода, информационные входы которых, а также информационные входы блока обработки данных, первого оперативного запоминающего устройства и информаци- онные выходы постоянного запоминающего устройства подключены к шине данных блока управления, адресные выходы блока обработки данных и адресные входы всех интерфейсов ввода-вывода, первого опера- тивного и постоянного запоминающих устройств соединены с шиной адреса блока управления, первый и второй входы синхронизации и вход сброса блока обработки данных соединены с соответствующими выходами гене- ратора синхроимпульсов, входы разрешения приема информации первого оперативного запоминающего устройства и третьего интерфейса ввода-вывода соединены с выходом признака выдачи информации блока обработки данных, выход признака приема информации которого подключен к входам признака выдачи информации первого, второго и третьего интерфейсов ввода-вывода, первого оперативного запоминающего устройства и постоянного запоминающего устройства, входы Захват и Запрос прерывания блока обработки данных объединены и являются входом задания нуля блока управления, а вход Готовность блока обработки данных является входом задания логической единицы блока управления, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона генерируемых сигналов произвольной формы в область инфра- низких частот, в него введены делитель частоты, мультиплексор, счетчик адреса, формирователь управляющего сигнала, второе оперативное запоминающее устройство, операционный усилитель, выход которого является выходом генератора, а первый и второй входы соединены с выходами соответственно первого и второго цифроанало- говых преобразователей, входы которых подключены к выходам второго оперативного запоминающего устройства и второго интерфейса ввода-вывода, адресные входы второго оперативного запоминающего устройства соединены с выходами мультиплексора, а входы приема информации соединены с шиной данных блока управления, управляющие входы второго оперативного запоминающего устройства и мультиплексора объединены и подключены к выходу формирователя управляющих сигналов, первый вход которого подключен к выходу признака выдачи информации блока обработки данных. а второй вход соединен с выходом старшего разряда шины адреса блока управления, выходы младших разрядов шины адреса которого подключены к первым входам мультиплексора, вторые входы которого соединены с выходами счетчика адреса, установочный и счетный входы которого соединены с выходом старшего разряда первого интерфейса ввода-вывода и выходом делителя частоты, счетный вход которого подключен к выходу тактовых импульсов генератора синхроимпульсов блока управления, а информационный вход - к выходам младших разрядов первого интерфейса ввода-вывода.

( начало 3

L

jx x/f -л//

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для воспроизведения периодических функций произвольного вида и может быть использовано в измерительной и медицинской аппаратуре, в аппаратуре электронного моделирования. Цель изобретения - расширение частотного диапазона генерируемых сигналов произвольной формы в область инфранизких частот. Генератор функций содержит делитель частоты 1, счетчик адреса 2, мультиплексор 3, формирователь 4 управляющего сигнала, второе оперативное запоминающее устройство 5, первый 6 и второй 7 цифроаналоговые преобразователи, операционный усилитель 8, блок управления 9. Генератор Формирует сигналы произвольной формы 4 ил.

Фие.З

ФигЬ