ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР Советский патент 1973 года по МПК G06G7/26 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике. Генератор может быть использован в аналоговой технике для моделирования различных функциональных зависимостей, а также в устройствах программного управления.

Известен функциональный генератор, содержащий реверсивный счетчмк, разрядные выходы которого соединены со входами дешИфратора и 1преобразователя «код-напряжение, на выходе которого включен интегратор, а также реверсивный кольце вой раапределитель, логические схемы, генератор тактовых ИМпульсов, подключенный к регистру сдвига, и запоми нающее устройство.

Известный генератор является специализирова;нным устройством для выработки только одного вида функционального напряжения. Кроме того, в нелт в качестве интегратора использована интегрируюп.1ая цепочка, постоянная времени которой не зависит от крутизны выходного напряжения, что влйяет на точность работы преобразователя.

Цель изобретения - расширение класса воопроизводимых функций и повышение точности воспроизведения.

Предлагаемый генератор в отличие от известного содержит триггер реверса, входы которого подключены к выходам дешифратора, а выходы - к первым входам четырех схем

«И, вторые входы двух -из которых подключены к выходу регистра сдвига, а их выходы соединены со входами прямого и обратного счета реверсив ного счетчика. Вторые входы двух других схем «И подключены к выходу дополнительно введенной кодовой схемы сравнения, выходы этих схем «И соединены с входами кольцевого распределителя, выходы которого подключены ко входам запоминающего устройства. Одна группа выходов запоминающего устройства подключена ко входам схемы сравнения, другие входы которой подключены к разрядным выходам реверсивного счетчика, а другая группа соединена с управляющими входами интегратора и с первыми входами группы схем «И, выходы которых соединены со входами регистра сдвига, а выход регистра сдвига подключен ко вторым входам схем «И через линию задержки.

Па фиг. 1 приведена блок-схема функционального генератора; на фиг. 2 - кривая функционального напряжения с линейно-ступенчатой аппроксимацией.

Функциональный генератор состоит из задающего генератора тактовых имлульсов /, регистра сдвига 2, двоичного «-разрядного реверсивного счетчвка 3, дешифратора 4 для выделения нулевого и ()-го состояния счетчика (остальные выходы дешифратора не

иснользуются), Преобразователя «код-напряжение 5 с интегратором 6 на выходе, триггера реверса 7, соединенного с управляющими выходами схем «И (вентилей) 8 на входе счетчика 5 и с уиравляющими входами схем «И (вентилей) 9, включенных между выходом кодовой схемы ора1виеиия 10 и входами реверси-вного кольцевого раоиределителя 11, выходы которого подключены к й-:входам запоминающего устройства (ЗУ) 12, п выходов которого подключены ко входам кодовой схемы сравнения 10, а другие / выходов через схемы «И 13-ко входам записи единиц регистра сдвига 2, выход которого подключен через линию задержки 14 к другим входам схем «И 13. На входы 15 запоминающего устройства 12 могут подаваться внещние команды для выбора необходимого функционального напряжения, если объем ЗУ позволяет за писать сразу несколько программ для получения различных функциональных зависимостей, или для смены информации в ЗУ - например, запись новой программы для получения другой функциональной зависимости, если объем ЗУ ограничен. Пропрамму для формирования необходимого функционального напряжения рассчитывают заранее с учетом допустимой погрещиости аппроксимации. В исходном состоянии регистр сдвига 2, реверсивный двоичный счетчик 3, триггер реверса 7, реверсивный кольцевой распределитель 11 установлены в нуль сигналом У «О (Сброс). При этом триггер реверса 7 открывает вентили 8 и 9 прямых входов счетчика 3 и распределителя /, подгота вливая их таким образом к приему импульсов для сложения. По нулевому выходу распределителя 11 ъ запоминающее устройство 12 подается потенциональный сигнал считывания, но которому на п выходах, подключенных к кодовой схеме сравнения 10, возникает двоичный код, соответствующий числу единичных приращений сигнала на первом линейном участке кривой функционального напряжения, а на других / выходах, нодключенных через схемы «И 13 ко входам заниси единиц в регистр сдвига 2 и к управляющим входам интегратора 6, возникает позиционный код (возбуждается только одна из / щин), задающий частоту следования имнульсов на выходе сдвигающего регистра 2, а также постоянную времени интегратора 6. Определенное сочетание /г-разрядного двоичного и /-разрядного позиционного кодов на выходах запоминающего устройства 12 обусловливает крутизну участка кривой функционального напряжения, а также его длину. При подаче на регистр сдвига 2 сигнала заниси единицы У «1 (Пуск) в соответствующий разряд регистра записывается единица /-разрядного позиционного кода, которая начинает65 продвигаться на выход регистра 2 но тактовым импульсам генератора /. Когда на выходе регистра появляется первый импульс, он поступает н,а вход реверсивнего счетчика 3 через предварительно открытый вентиль прямого входа 8, а также через линию задержки 14 и через схемы «И 13 вновь записывает единицу в тот же самый разряд регистра 2. Время задержки должно удовлетворять соотнощеннюч 3 где /3. г. - частота следования импульсов задающего генератора. На выходе регистра сдвига импульсы следуют с частотой /рг. сдв. - где i-номер разряда регистра сдвига, в который была занисана единица позиционного кода (t.0, 1,2,...,0. Регистр сдвига 2 выполняет функцию управляемого делителя частоты тактовых импульсов, поступающих от генератора I. Счетчик импульсов 3 суммирует поступающие на его прямой вход импульсы с регистра сдвига 2 и вырабатывает при этом переменный п-разрядный двоичный код, который подводится одновременно к дещифратору 4, ко входам преобразователя «код - напряжение 5 и ко входам кодовой схемы сравнения 10. Преобразователь «код - напряжение преобразует двоичный параллельный код в линейно-ступенчатое напряжение с постоянным единичным приращением . Чтобы сглаживание было оптимальным во всем диапазоне изменения крутизны, необходимо выдерживать соотнощение ) d(T(t) При этом - 1 /рг.сдв.()) где fej -коэ ффициент пр0 порциональности. Чтобы выполнить равенство (1), необходиМО управлять постоянной времени интегрировании по закону T(f) , pr.cm.(t) где: kz - коэффициент пропорциональности. ; k,k, Ашаг const. У1Грг.сдв.(() - Интегратор 6, управляемый с выходов запоминающего устройства 12, сглаживает стуненчатые приращения с необходимой постоянной времени для каждого участка кривой.

Импульсы с выхода регистра сдвига с частотой /грг(.дв. следует до тех пор, пока п-разрядный двоичный КОД счетчика 3 не сравняет ся с двоичным кодом запоминающего устройства 12. При этом на выходе схемы сравнения кодов 10 возникает сигнал, который через предварительно открытый вентиль 9 поступает на прямой вход реверсивного кольцевого распределителя 11 и переводит его из нулевого положения в следующее, по которому потенциал считывания пропадает на нулевом и возникает на единичном выходе, и на выходах ЗУ лоявляются новые «.-разрядный двоичный и /-разрядный позиционный коды, которые определяют крутизну и длину следующего участка кривой функционального напряжения. Импульс, прищедший с выхода регистра сдвига 2 через линию задержки 14, залисывает единицу через схемы «И 13 в новый /-ый разряд регистра сдвига, и частота следования импульсов становится равной

/З.Г. .

/

рг.сдв. у + 1

(У ОЛ,2...0.

в дальнейщем, работа происходит аналогично.

На последнем й-ом участке кривой счетчик 5 полностью залолняется, и триггер реверса 7 через дешифратор 4 по ()-му состоянию счетчика изменяет свое состояние, закрывает прямые и открывает обратные входы реверсивного счетчика 3 и реверсивного кольцевого распределителя // с ломощью вентилей S и 9 соответственно.

В этом случае счетчик работает в режиме вычитания числа импульсов, а распределитель выдает сигналы считывания на запоминающее устройство в обратном порядке по выходам k,k-I....l,0, и на выходе формируется обратная ветвь функционального налряжения с отрицательной производной.

Когда счетчик 3 достигает нулевого состояния, через дешифратор 4 опрокидывается триггер реверса 7 и т. д. Таким образом, на выходе

функционального генератора формируется лериодическое напряжение амплитудой

и(,,

практически любой формы с оптимальным сглаживанием ступенчатых приращений в широком диапазоне изменения крутизны. Постоянная составляющая напряжения

(2«-1)ДУ„

10

устраняется известными методами.

Предмет изобретейия

15

Функциональный генератор, содержащий реверсивный счетчик, разрядные выходы которого соединены со входами дещифратора и со входами преобразователя «код - напряжение, на выходе которого включен интегратор, а также реверсивный кольцевой распределитель, логические схемы, генератор тактовых имлульсов, подключенный к регистру сдвига, и запоминающее устройство, отличающийся

тем, что, с целью расщирения класса воспроизводимых функций и повыщения точности воспроизведения, он содержит триггер реверса, входы которого подключены к выходам дешифратора, а выходы - к первым входам четырех схем «И, вторые входы двух из которых подключены к выходу регистра сдвига, а их выходы соединены со входами прямого и обратного счета реверсивного счетчика, вторые входы двух других схем «И подключены

к выходу дополнительно введенной кодовой схемы сравнения, выходы этих схем «И соединены со входами кольцевого распределителя, выходы которого подключены ко входам запоминающего устройства, одна группа выходов запоминающего устройства подключена ко входам схемы сравнения, другие входы которой подключены к разрядным выходам реверсивного счетчика, а другая группа соединена с управляющими входами интегратора и с

первыми входами груплы схем «И, выходы которых соединены со 1входами регистра сдвига, а выход регистра сдвига подключен ко вторым входами схем «И через линию задержки.

4.f(nijCf)

Sj

75

8 bixiio

..OfCSpoc

vi. i.

f,