ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР Советский патент 1973 года по МПК G06J3/00 G06G7/26 

1

Устройство относится к вычислительной технике, может найти применение для вырабатывания непрерывных функций произвольного вида при задании аргумента унитарным кодом. Результат получается в аналоговой форме.

Известен функциональный генератор, содержащий постоянное запоминающее устройство, три цифро-аналоговых преобразователя, выходы inepBoro и второго из которых соедияены с аналоговыми входами третьего, два регистра, вход первого из которых подключен к первому выходу постоянного запоминаюндего устройства, а выход - к первому цифро-аналоговому преобразователю и входу второго регистра, выход которого соединен со вторым цифроаналоговым преобразователем, последовательно соединенные генератор импульсов и счетчик, выходом подключенный к третьему цифро-аналоговому преобразователю; две последовательно соединенные линии задержки, вход первой из которых соединен с выходом переполнения счетчика и входом установки в нуль второго регистра, выход - со входом установки в нуль первого регистра, а выход второй линии задержки подключен ко входу опроса постоянного запоминающего устройства.

Цель изобретения - упрощение устройства и устранение неоднозначности вырабатываемых им функций. Достигается оиа тем, что в

предлагаемом генераторе выход второго регистра соединен с основным адресным входом постоянного запоминающего устройства, второй выход которого подключен к счетному входу дополнительного введенного счетчика, выход которого соединен с дополнительным адресным входом постоянного запоминающего устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема функциопального генератора; на фиг. 2 - функциональная схема счетчика и цифро-аналогового преобразователя; «а фиг. 3 график участка функции с ординатами

...f(Xi-i) Ui-:: f(x,) U,;

15 f(xi,i) LJt,i;...

Функциональный генератор содержит регистры /, 2, цифро-аналоговые преобразовател:И

3-5, счетчики 6, 7, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 8, генератор импульсов 9, линии задержки 10, 11; 12 - выход ПЗУ 8; 13, 14 - аналоговые входы цифро-аналогового преобразователя 5; 15 - выходная клемма

устройства.

Счетчик 6 (фиг. 2) выполнен на триггерах 16-18, а цифро-аналоговый преобразователь 5 - на ключах 19-21 и аттенюаторе, состоящем из резисторов 22-27. Связи между триггерами 16-18 для упрощения не показаны. В исходном состоянии в регистре 2 установлен код ffxoj первой ординаты, а в регистре / - код f(x) второй ординаты границ первого участка аппроксимации генерируемой функции 1(х), а счетчик 6 установлен в нулевое состояние. Напряжение с выхода цифро-аналогового преобразователя 4, пропорциональное и напряжение с .выхода цифро-аналогового преобразователя 3, пропорциональное 1(к-), поступают соответственно Hia входы 14 и 13 цифро-аналогового преобразователя 5. Преобразователь 5 работает следующим образом. Если на входы 13 и 14 .поданы напряжения Ui и Vi-i, пропорциональные кодам t-й и ((-1)-й ординат генерируемой функции (i , 2,...), имеющимся в регистрах / и 2, а счетчик 6 установлен в нулевое состояние (/ 0), триггеры 16-18 Н аходятся в нулевом .состоянии, а ключи 19-21 подключают все звеиья аттенюатора ко входу 14. Напряжение на выходе 15 t/Bbrx . Если в счетчике 6 все триггеры установлены в единичное состояние, что соответствует Imax, то ключи коммутируют звенья аттенюатора на вход 13, а напряжение на выходе 15 ,i)-J + Ui-i. вых(,г) .,.Ui - U, , Ш(1-1,1) младшего разряда цифро-аналогоэого преобразователя 5 на интервале (/-1,0 генерируемой функции. Таким образом. -1,0 - „ -Jmax + i-lУчитывая, что /та.т , формулу (2) можно представить в виде Ut-Ui, (2« -1) + . (3) BHX(,i) При любых других значениях числа /, находящихся в счетчике 6 (т. е. О ), выходное напряжение определяется по более общей формуле о.х,.:,-) + -1-(4) Следует отметить, что в формулах (/-4) сложение и вычитание происходят с учетом знаков, т. е. напряжения Ui и f/i-i могут иметь как положительные, так и отрицательные полярности, а также могут быть равны нулю. Таким образом, на участке (i-l,i) имеет место ступенчато-линейная аппроксимация генерируемой функции с дискретностью, определяемой разрядностью счетчика 6. Согласно формуле (4) при / 0 напряжение на выходе 15 мере заполнения счетчика 6 от генератора 9 до jmax напряжение на выходе 15 изменяется до величины BbiX(O.l) 1 - Д(0,1) Импульс переполнения со счетчика 6 при imax устанавливает регистр 2 в нуль, а спустя время, определяемое линией задержки 10, в нуль устанавливается регистр 1. При этом код f(xT,) с выходов регистра / передается в регистр 2. Далее устройство может работать по-разному. Здесь могут быть два случая. 1.Среди значений генерируемой функции, соответствующих границам каждого участка аппроксимации, нет одинаковых (т. е. f(x,) f(x,) Ч--.-+ f(xi). 2.Среди значений генерируемой функции, соответствующих границам участков аппроксимации, встречаются одинаковые (т. е., напримерf(-)-/(-.); f(xj f(x,n-i) в первом случае после занесения в регистр 2 кода f(xi), спустя время, определяемое линией задержки //, с выхода ее ,на вход ПЗУ 8 поступает импульс опроса и с выходов ПЗУ в регистр / заносится код f(x2) следующей ординаты граничного значения генерируемой функции. На выходе 15 при этом имеется напряжение t/i. Выше была рассмотрена работа устройства на первом участке аппроксимации. На втором и последующих участках аппроксимации устройство работает аналогично. При этом на выходе /5 генерируется функциональное напряжение, соответствующее заданным значениям функции на границах участков аппроксимации со ступенчато-линейной аппроксимацией между ними. В данном случае значение кода последующей ординаты границы участка аппроксимации, вырабатываемое ПЗУ 8, определяется кодом предыдущей ординаты границы участка аппроксимации, хранящимся в момент опроса ПЗУ 8 в регистре 2: f(xi) (), г 0,1,2... Это позволило в предлагаемом генераторе в качестве адресного регистра ПЗУ использовать регистр цифро-аналогового преобразователя, что значительно упростило схему. Как следует из описания, если вырабатываются функции с разными кодамн ординат, соответствующих границам участков аппроксимации, счетчик 7 оказывается ненужным, что еще больше упрощает устройство. Если среди значений генерируемой функции, оответствующих границам участков аппроксимадии, встречаются одинаковые для конкретности рассуждений примем f(,) f(,), f(xj f(x,i}, рассмотрим работу устройства с момента, кога в счетчиках 6 и 7 Н аходятся нули, регистр /

установлен в нуль, а в регистре 2 имеется код

/ы.

При поступлении на вход ПЗУ 8 с выхода линии задержки 11 импульса опроса одновременно с кодом l(xk+), поступающим с выходов ПЗУ 8 в регистр 1, с выхода 12 на суммирующий вход счетчика 7 подается импульс, который фиксирует в последнем единицу. Дальнейшая работа устройства аналогична описанной для первого случая вплоть до значения f(xm)- Разнипа лишь в том, что код ординаты f(xi,+}) и коды последующих ординат до ординаты f(Xm) включительно выра батываются в ПЗУ 8 с учетом единицы в счетчике 7.

При коде в регистре 2, соответствующем f(xm), с поступлением «а вход ПЗУ 8 с выхода линии задержки 11 очередного импульса опроса ПЗУ 8 вырабатывает код / (Xm-i-i, поступающий в регистр 1, и имлульс, который с выхода 12 поступает в счетчик 7. В счетчике/ фиксируется число два. Последующие ординады генерируемой функции, соответствующие границам участков аппроксимации, кодируются с учетом числа два в счетчике 7.

Итак, в этом случае каждое значение кеда ординаты границы участка аппроксимации, вырабатываемое ПЗУ 8, определяется кодом, соответствующим коду предыдущей ординаты границы участка аппроксимации, хранящимся в момент опроса состояния ПЗУ 5 в регистре 2, а также числом jV, имеющимся К этому моменту в счетчике 7;

f(xi) Flf(x,i), N,

т. е. счетчик 7 устраняет неоднозначность в кодировании ординат, которая может возникнуть при одинаковых ординатах границ участков аппроксимации.

Таким образом, предлагаемый функциональный генератор вырабатывает непрерывные на заданном отрезке изменения аргумента функции произвольного вида с одновременной ступенчато-линейной аппроксимацией и получением результата в аналоговом виде.

Переход от одной функции к другой возможен при установке в устройстве сменного ПЗУ 8.

Предмет изобретения

Функциональный ген1ератор, содержащий постоянное заноминающее устройство, три цифро-аналоговых преобразователя, выходы первого и второго из которых соединены с а«алоговыми входами третьего, два регистра, вход первого из которы.х подключен к первому выходу постоянного запоминающего устройства, а выход - к первому цифро-аналоговому преобразователю и входу второго регистра, выход которого соединен со вторым цифро-аналоговым преобразователем, последовательно соединенные генератор импульсов и счетчик, выходом подключенный к третьему цифро-аналоговому преобразователю, две последовательно соединенные линии задержки, .вход первой из которых соединен с выходом переполнения счетчика и входом установки в нуль второго регистра, выход - со входом установки в нуль первого регистра, а выход второй линии подключей ко входу опроса постоянного запоминающего устройства, отличающийся тем, что, с целью упрощения генератора и устранения неоднозначности вырабатываемых им функций, выход второго регистра соединен с основным адресным входом постоянного запоминающего устройства, второй выход которого подключен к счетному входу дополнительно введенного счетчика, выход которого соединен с дололнительнЫМ адресным входом лостоянного запоминающего устройства.

27 f5

Фаг.Ъ