Частотно-импульсный функциональный генератор Советский патент 1979 года по МПК G06F17/10 G06F1/02 

I..,,;

Изобретение относится к области вычислительной техники и предяаэнотено для использования при исследовании дайамиче ских характеристик преобразователей, работающих с частотными датчикакш.

Известен частотно-импульсный функциональный генератор, содержащий йреобразователь временного интервала в последовв1тельносТь импульсов, блок весовых коэффициентов, содержащий управляемый умножитель и реверсивный счётчик-ре гистратор,блок декодирования линейных . участков аппроксимации и блок п.1яти(13

Известный генератор :вспедствйе ку- сочно-линейной аппроксимации заданной функции имеет иедостаточную точность.

Наиболее близким техническим решением к данному предложению является частотно-импульсный функциональный генератор, содержащий генератор эталойной частоты, счетчик, первая группа разрядных выходов которого подключена и первьпй входам элементов И первой группы, вторая группа разрядных выходов счетчика подключена к входам дешифратора, вых:оды которого пойкл1б ены квходам запоминакэщего блока, первая группа выходов которого подключена к группе входов управляемого делителя частоты З.

То, что прототип воспроизводит выходную функцию только при условии ее монотонности, существенно сужает функциональные возможности устройства и снижает точность воспроизведения функции.

Цель настоящего предложения - повышение точности воспроизведения функции.

Цель изобретения достигается тем, что генератор содержит вторую группу элементов И; реверсивный счетчик, сумматорвь1Чйтатель, элемент И, причем выход генератора эталонной частоты подключен к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к уирайляющей шине и управляющему входу рев зейвиого счетчика, выход элемента И подключен к управляю.щему входу счетчика, вторая группа раэрядных выходов которого подключена к

первой группе входов элементов И второй группы, вторая группа входов которых подключена к разрядньш выходам реверсивного счетчика и второй группе входов элементов И первой группы, вторая группа выходов запоминающего блока подключеца к управляющим входам реверсивного счетчика, информационный вход которого подключен к бьосоду rcyMWatopa -вычитат©ля, информационные входы кото|х го дбд. ключены соответсвешю; к выходу управляемого делителя частоты, выходам элементов И первой группы, и инфбрмаиион. ному выходу устройства, выходы элементов И второй группы подключены ко второй группе входов управляемого делителя частоты.

На фиг. Атфедставлёна структурная схема частотшл-тшульсного функционального генератора; на фщ. 2 - вьшолнение сумк)а оранвычйтателя.

Генератор содер кит генератор эталонвой частоты 1, реверсивный счетчик 2, суммирующий счетчик 3, дешифратор 4, запоминающий блок 5, управляемый делитель частоПы, элементь И 7 первой и И 8 второй группы, суМматор-вычитатель 9, элемент И ок вычитания 11, задержки 12, блок слож ния 13.

Работа устройства ифойбходит следующим .

Упрашшющим. сигналом; открывается элемент И1О, н в счетчике 2 устанавтщеается число Н а в счетчике 3 -1 открытый элемент И10 на бход счег«гэд:а 3 поступЁйо с В1ьгхода ireHepaтора 1 импульсы частоты fg . Р достйжешга аргументок (числом, поступающим на вход счетчика 3) значений

il 1г in через денйпйратор 4 возбужда1сзтсй (соответствующие шины запоминающего блока 5, сигналами 6 выхода которого ус анавляваются: определенные значения коэффициента делителя 6. В эти ё моменты, в авйвйсймостя от закона изменения воспрои одимой фунК11йя,. сигналами с выхода блока 5 осущесталяется управление шинами реверса счетчика 2 (при возрастании выходной фуякшга счетчик 2 работает в режиме сложения, при уменьшении - в., режиме вычитания). В конце цикла все узлы функционального генератора устанавливаются в исходное состояние.

Импульсная последовательность №|), посТупакйиая на вход счетчика 3, псюле

установки числа MU в счетчике нлзо-

вет на выходе группы частотно-импульсную тоследовательность. Kjl i )i описываемую уравнени dKB -NzCt)

clKj(tV

(I)

где Н2.( ) - текущее значение числа в

счетчике 2}

н сч) - коэффициент пересчета

счетчика 2 и 3.

Импульсы с выхода группы элементов И 7 йоступают на вход сумматора-вычитателя 9 и далее на вход счетчика 2, что вь1зывает появление частотно-импульсной последовательности Kj ( fc )t которая описывается уравкением

.н,.- ,„

где ifg (i) - частотно- импуяьсная послёдЬватеттьность на выходе сумма тора-«ычитателя 9;,

(i) - текущее числа в счел

чике 3.

Далее импульсы с выхода группы S поступают на вход управляемого делителя б, частотно-импульсная последовательность йа выходе которого, определяется из уравнения ,

diJUt)

)

(3)

гдес -коэффициент деления делителя 6.

Рассмотрим шк примера работу устройства в случае выполнения схвийы суы- матора-вычи-гателя как комбинированной схемы. Последняя состоит из блока 11 вычитания и элемейта 12 задержки блока сложения 13. Работа блока 13 описывав ется уравнением

;dN5((t)VdK«(t) j

где SH ( I ) чйстотно-импупьснал аослеооватеяь1юсть на Bt xoiie схеьш 11, работа которой опясыва епгря урасвв.еая&л

Число импульсов ,Kj(t )t поступивших на вход счётчика 3 за весь цикл, равн ВХ (,,.,,., ,1„ С учетом вьфажения (10) уравненво (9) примет вид ан,(1)., Число Kj( t. ) в счеТчике 2 будет и меняться от величины М в соответствии с режимом в или ff . а. При работе счетчика 2 в режиме сложения, )«Ho4.| 15fi3L Продифференцировав это уравнение, п пучям . , ci%(t) dN (13 Проинтегрировав и подставив пределы иэ меНёния п @ @иных, получше bM2ft) ., откуда :«i-VNS,. б. П}з( работе счетчика 2 в режшле вычитансиг djr.«-N,(t) бХ-«2 (t) H,-j % Решшйе этого уравйенвя дас В ойц«й случае icno Kj, ( t ) в счет чике 2 будет измениться по закоку . k ) -....IJ m Продифференцировав последнее и разделив переменные, получим npOHHT TJHpyoii и подставим пределы измевеввя перз енных в .t0.2f4 tn%t), «V ГНеРешение уравнения дает .t|o,-4Lyo2 05l (а„-с1) .(16) L % 21) Выходная частотно-импульсная последовательность, сформированная на группы элементов И7, пропорциональна значению числа в счетчике 2 и будет изменяться, по следующему закону tK-ajl K-ajt аыя- ,4 м П fd«К П N/ in i-J Следовательно, при достижении кодом в счетчике 3 заранее заданиых значений Н(, , Kiji in моменты времени.t i через дешифратор 4 возбуждаются соответствуку щие шины запоминающего блока 5, сигналами с вьусода которого устанавливаются рпределенш 1е значения 01| i d i ei . . Qft коаффишсёкта деления делителя 6, что приводит к изменению показателя степени реализуемой ;завщ;имости. Следовательно, предложенный функциональный генератор обеспечит изменение выходной функции по кусочно-нелинейному закону. Управление шинами реверса счетчика 2 осуществляется в моменты времени| С if , 12, . . . t|j ) с выхода блока 5. в зависимости от наклона воспроизводимой функции на 9ТОМ участке (при воэрасташш значений воспроизводимой функции на этом участке счетчик 2 работает в режиме сложения, при уменьшении - в режиме вычитания), что позволяет восгтрокзводить гаобую функцию, как монотонную, так и немойотонную. В прототипе осуществляется кусочнолинейная аппроксимашш выходной функшш, в предложенном устройств е - кусочно-нелинейная аппроксимация, что позволяет более точно воспроизводить выходную функцию. Прототип может воспроизводить выходную функцию только при условии ее монотонности, предложенное же устройство ригодно для воспроизведения функций любой сложности как мйнотоннь1х, так и немонотонных, что существенно расширило область функциональных возможностей последнего. Таким образом, включение в состав устройства указаня1ь1х вьпие узлов и иэменение связей позволили существенно повысить точность частотно-импульсного функционального генератора и расширить его функциональные возможности. изобретения Формул Частотно-импульсный функциональный jreHepaTop, содержащий генератор эталонной частоты, счётчик, первая г эуппа раз ряаных выходов которогоподключена к входам элементов И первой группы, вторая группа разрядных выходов счетчика подключена ко входам деши«15эа Tojpi&i вьрсоды которого подключены ко входам запснлинающего блока, первая группа выходов которого подключена к первой группе входов управл демого делителя частоты, отличающийся Гем, что,с повышения точности воспроизведения фу1кй:ции, он содержит в торую группу элементов И, реверсивный счётчик, сумМатор-вьгчислнтёль, элемен И, причем выход генератора эталонной 4aet6tHнодключён к первому входу элемента И, втсфой вход которого подключен к уярЕЮляющей ,Щине и управляющему входу реверсивного счетчика, выход эле мента И подключен к управляющему вхо ду С тчтйса, вторая группа разрядных . -. . ЫХОДОВ которого подключена к первой группе входов элементов И второй групйы, втирая группа входов которых подключена tt разрядным выходам реверсивного счётчика и второй группе входов элементов И первой группы, вторая группа выходов запоминающего блока подключен «; управпяющшй шсойам jpsscspcimHoго ciieT Jka, 1Шформаивбнш 1й вход которого подйл р1ей к выходу сумматора-вычиталея, информайиояные входы которого подключёнйг uOOi BeTcTBeHflo к выходу упра1влябмого дел1греля частоты и выходам .элементов И первой группы и информационному вькоду устройбтва, вь1ходы элементов И второй группы подключены ковторой группе входов управйа и 1ого делителя частоты. Источшйси информации, принятые во внимание при экспертизе 1.ABTdpcicoe свидетельство СССР NO 451989, кл. -t Об F 1/02, 21. О& 73. 2. Аэторское свидетельство СССР № 369683, кд. Н 03 К 3/72, 11.05.71.