Функциональный генератор напряжения Советский патент 1978 года по МПК G06G7/26 

1

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для .автоматической электронной перестрой- . ки резонансных систем широкодиапазоннцх панорамных приемников.

Известен функциональный генератор напряжения, содержащий задающий генератор импульсов, через ключ и распределитель команд подключенный к накапливающему сумматору, выход которого через преобразователь код-напряжение соединен с выходом генератора напряжения l . Информационный вход накапливающего сумматора соединен через функциональный преобразователь кода с деишфратором узлов аппроксимации.

Генератор является кусочно-линейным аппроксиматором, поэтому необходимо введение большого числа линейных участков для точного воспроизведения заданной функциональной зависимости и связанное с этим большое число иереключений (I00-f200) , требующееся для изменения узлов аппроксимации и наклонов на линейных участках, при изменении воспроизводимой функции.

Наиболее близким техническим решением к изобретению явЛяется функциональный генератор напряжения, содержащий задающий генератор импульсов, вы|ход которого соединен со входом делителя частоты и тактирующим входом накапливающего cyNSMBTOpa непосредственно, а со входом блока установки кодов

через последовательно соединенные

двоичный счетчик и дешифратор. Первый информационный выхой блока установки кодов соединен с одноименным входом накапливающего cyм aтopa, выход которого через преобразователь код-напряжение соединен с выходом функционального генератора напряжения 2 . Однако этот генератор не обеспечивает достаточной точности приближения для

вольт-частотных характеристик приемников, особенно при увеличении коэффициента перекрытия диапазона

( Кц г 1,5 )

Целью изобретения является повышение точности аппроксимации.

Эта цель достигается тем, что предложенный генератор содержит регистр сдвига, реверсивный регистр сдвига, одноразрядный сумматор и формирователь команд, вход которого подключен к выходу делителя частоты, первый управляю дий выход соединен со входом сдвига вправо реверсивного регистра сдвига, а второй управляющий выход

соединен со входом сдвига влево реверсивного регистра и тактир ющими входами регистра сдвига и одн разрядного cyiviMaTOpa, один информаци онный вход которого подключен к вых ду регистра сдвига, охваченного коль цевой обратной связью , а другой ин формационный вход к последовател ному выходу реверсивного регистра сдвига, а выход соединен с последов тельным входом реверсивного регистра сдвига, параллельный выход которого соединен со вторым информационным входом накапливающего сумматора. Вто рой и третий информационные выходы блока установки кодов соединены.с со ответствующими входами регистра сдви га и реверсивного регистра сдвига. На фиг.1 приведена структурная схема функционального, генератора нап ряжения на фиг. 2 - графики функций, вырабатываемых генератором, и вольтчастотные характеристики приемника. Генератор содержит блок 1- установ ки .кодов, накапливающий сумматор 2, линейный преобразователь код-напряже ние 3, делитель частоты 4, дешифратор 5, двоичный счетчик 6, задающий генератор импульсов 7, р.егистр сдвига 8, .реверсивныйрегистр сдвига 9, одноразрядный су1 1матор 10 и -формирователь 11. Выход генератора 7 соединен со входом делителя частоты 4 и тактирую щим входом накаплившощего сумматора 2 непосредственно, а со входом блока установки кодов i через последовательно соединенные счетчик 6 и дешифратор 5. Первый информационный вы ход блока установки кодов 1. соединен с одноименным .вх.одом .cy av aтopa 2,вто рой информационный выход - с информа ционным входом регистра сдвига 9, а третий - с информационным входом регистра сдвига 8., охваченного кольцевой обратной связью. Выход- делителя частоты 4 подключен ко входу формирователякоманд И первый управляющпй выход .(выход Г) которого соединен со входом сдвига вправо регистра сдвига 9, а второй управляющий выход - со входом сдвига влево регистра сдвига 9 и такти рующнми входами регистра сдвига 8 и сумматора 10. Один информационный вход сумматора. 10 подключен к выхо ду регистра сдвига 8, другой информационный вход - к последовательному выходу регистра сдвига 9, а выход соединен с последовательным/уходом регистра сдвига 9, -Параллельный выход регистра сдвига 9 соединен со вторым информационным входом сумма.тора 2, выход- которого через . преобразователь код-напряжё.чие 3 соединен с выходом функционального reueратора напряжения.Генератор работает следующим образом.В начале каждого цикла работы приводятся в исходное состояние сле дующие элементы; счетчик 6 и делитель 4 частоты обнуляются сумматор 10 устанавливается в единицу, а в регистры S и 9 и сумматор 2 через соответствующие информационные входы с помощью блока установки ко-, дов 1 ;записываются числа начальной Установки.. . При поступлении тактовых импульсов с генератора 7 на тактирующий вход . сумматора 2 в сумматоре в каждом т.акте производится суммирование имеющегося в нем кода с кодом, поступгиощимна его второй информационный Вход с параллельного выхода регистра сдвига 9.Во время действия Н тактовых импульсов число, записанное в регистре 9, постоянно, поэтому код в сумматоре 2 нарастает линейно, так же нарастает и нал-i ряжение на выходе подключенного к немупреобразователя 3. После поступления Я-го импульса (но до прихода ); число в регистре 9 изменяется. Новое число в регистре 9 формиру1ется из ста-рого, имеющегося, в регистре и числа, записанного в регистре 8 сдвига. Управляет изменением кода в регистре 9 формирователь команд И, подключен 1ый К ВЫХОДУ делителя частоты 4 с коэффициентом деления М . Через каждые М тактовых импульсов форми-рователь команд 11 вырабатывает управляющие сигналы (одиночный .импульс и серию из и импульсов;, под действием которых код в регистре 9 удваивается и из получившегося числа вычитается число, записанное в регистре 8. Изменение кода в регистре 9 приводит к тому, что п&и воздействии каждой следующей послёд.о-вательности из У тактовых импульсов . изменяется скорость накопления кода сумматором 2 и соответственно скорость нара-стания. вь ходного напряжения пра образователя 3. Для удвоения кода в. регистре 9с первого 5 правляющего выхода фо.рмиров ателя команд 11 на вход йдвига вправо регистра 9 поступает одиночный импульс. При этом информация в регистре 9 сдвигается на один разряд в сторону старших разрядов, а в младший освобождающийся разряд записывается нуль, для чего на последовательный вход регистра 9 со стороны-младших разрядов постоянно заводится нулевой потенциал. Для вычитания из удвоенного кода регистра 9 кода регистра.8 серия изгй импульсов (W-числд разрядов регистров 8 и 9),со второго управляющего выхода формирователя 11подается на вкОД сдвига влево регИстра сдвига 9 тактирующие входы регистра, сдвига 8 и сумматора 10. Сумматор 10 преобразует последовательные коды слагае1«й11х, образующиеся на последовательных выходах регистров 8 .и 9, соединенных с информационными входами суьячатора 10, под действием команд.сдвига, в последовательный код суммы. Операция вычитания в.генераторе заменена операцией сложения в дополнительном коде, поэтому на первый, информационный вход сумматора 10 подается обратный код регистра сдвига 8 с инверсного выхода младшего разряда, а триггер переполнения { на чертеже не показан) сумматора 10 перед суммированием устанавливается в .единицу. Результат вычитания последовательно вводитсй- в регистр через последовательный вход со стороны старших разрядов. В регистре S за это время- информация восстанавливается поскольку он охвачен кольцевс й обратной связью. Через каждые К . операций удвоения и вы11ИТ-ания повторяются, вследствие чего на выходе функционального генератора формируется определайная функциональная $ависимос1ь. Фо рмирование одной функциональной зависимости происходит на протяжении всего участк-а аппроксимации, определяемого дешифратором 5.

Изменение фун кцйональной зависимости производится следующим о.бразом. Счетчик 6 преобразует импульсы генера тора 7 в числовой код, равный числу импульсов, последовательно поступивших на его вход. Дешифратор 5 преобразует этот код в управляющий сигнал на одном из выходов (по числу участков аппроксимации), под действием которого блок 1 установки кодов производит ввод в. регистры 8 и 9 и сумматор 2 новых чисел Начальной установки (через , соответству бщие информационные входы) i обеспечивая формирование новой функциональной зависимости и одновременно сшивание функции на границах участ ков.

Рассмотрим процесс выработки функционального цифрового сигйала с количественной стороны,Допустили, rt - число импульсов, вырабатываемых генератором 7, л - число, вводимое в сумматор 2 при начальной установке, И и С аналогичные числа, вводимые в регистр Сдвига 9 и регистр.сдвига 8 соответственно, У - коэффициент деления делителя частоты 4. Тогда после прохождения .М импульсов, т.е.прйй/и s 1 и, выработке одной последовательности команд формирователем 11, в регистре 9- окажется запн.санным числом 2В-С. Последовательность чисел в регистре 9 можно записать

.В. V ,

-| 3,2(2В-1)-С 4В-ЭС,, 4,2ЙБ-ЗС)-С в-б-ГС

Обиий член в регистре 9

)

t,

40П

где 0,

Вводя фиктивный код Б/2 в регистр при «/MS О(для сохранения ряда при первом шаге, отн/ЯеО Kit/fJ, l) и используя дискретное преобразование Лапласа, получим Изображение общего члJнa в регистре 9 . .

В е

Т( (е -ЙКе -) 1.

Производя обратное преобразование, 20 получим выражение для общего числа:

f-l

-c().

тБ-2

25 . Еройзйодя суммирование, которое в генераторе выполняет сумматор 2, с учетом егс начального состояния Д , получим выкодной цифровой сигнал

fif

г||)А С«ф-С)«(2-1),

б

вык

Производя линейное преобразование цифрового функционального сигнала в напряжение при помощи преобразователя 3 получим выходное напряжение в виде

ir(i),

где Зд. А .

, : . ,

а2(Б-с)у, . a.i/N :

5 (коэффициент преобразования опущен).

При применении реверсивного регистра 8 возможна следующая последовательность команд:

сдвиг кода регистра 9,

0 вычитание из кода регистра 9 кода регистра 8,

сдвиг кода регистра 8.

В этом случае выходное напряжение можно записать в виде

5ч. 4.

ЬД

BU),)2°r

.. Полученные функции позволяют проводить согласование с функцией пере60 стройKii приемники при значительной ее нелинейности.

На фиг,2 показаны графики функций, вырабатываемые .геи-ератором при следую1диХ значениях кодов: 65 , Вв:32, С 14-31.

Для сравнения показаны функции перестройки гетеродина на варикапах,рассчитанные при различных коэффициентах перекрытия по диапазону Кщ

Формула изобретения

Функционсшьный генератор напряжения, содержащий задаюиазй генератор импульсов, выход которого соедииен со входом делителя частоты и тактирующим входом накапливающего сумматора непосредственно, а со входом блока установки кодов через последовательно соединенные двоичный счетчик и дешифратор, первый информационный выход блока установки кодов соединен с одноименным входом накапливающего сугдалатора, выход которогр через преобразователь код-напряжение соединен с выходом функционального генератора напряжения., отличающийся тем, что, с целью повышения точности anf проксимации, он содержит регистр сдвига, реверсивный регистр сдвига, одноразрядный cyMf.iaTOp и формирователь команд, вход которого подключен к выходу делителя частоты, первый управляющий выход соединен со входом сдвига вправо реверсивного регистра сдвига, а второй управляюидай выход - со входом сдвига влево реверсивного регистра сдвига и тактирующими входами регистра сдвига и одноразрядного сумматора, один информационный вход которого подключен к выходу регистра сдвига, охваченного кольцевой

обратной связью, другой информационный вход - к последовательному выходу реверсивного регистра сдвига, а выход соединен с последовательным входом реверсивного регистра сдвига, параллельный выход которого соединен со вторым информационным входом накапливающего сумматора} второй и третий информационные выходы блока установки кодов соединены с соответствуйндими входами

регистра сдвига и .реверсивнр го регистра сдвига. . ,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизеi

1,Авторское свидетельство СССР

№ 441648,кл.Н 03 К 4/02, 1973.

2, Авторское свидетельство СССР № 437110,кл. Q 06 :Г 3/00, 1973.