Функциональный генератор напряжения Советский патент 1979 года по МПК G06G7/26 

(54) ФУНКЦИСНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изо0регенйв относится к обласги автоматик и вычислительной техники и может быть использовано, в частности для воспроизведення функций времени в задающих устройствах систем автоматического управления и регулирования. : Известен функциональный генератор ка ряжения, содержащий генератор импульсов делители частоты, ключи, группы элементов И или ИЛИ, реверсивные счетчики, распределитель импульсов, блок управления, умножитель, регистр кода, коммута тор, сумматор и преобразователь код-нап ряжение. Известен также функциональный генератор напряжения, содержащий генератор :тактовых импульсов, счетчик, блок адресации, блок памяти, цифроаналоговые преобразователи, интеграторы, ключи и выходной сумматор 2. Недостатком известных устройств является сложность их конструктивной реализации. Известен также функциональный генератор напряжения, содержащий счетчик, реверсивный распределитель, подключенный входом сложения к выходу первого элемента И, а входом вычитания - к выходу второго элемента И, первые входы элементов И соединены соответственно с выходами триггера-реверса и первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых подключены к выходу делителя частоты, соединенного счетным входом с выходом генератора тактовых импульсов и подключенного разрядным. Входами к выходам элементов И группы, первые входы которых соединены с выходом эдемента задержки, а вторые входы подключены к выходам блока памяти, соединенного входами с выходами р&версивного распределителя, причем вход элемента задержки подключен к выходу делителя частоты 3 , Недостатком такого генератора является сложность конструктивной реализации, обусловленная в частности, сложное- тью таких его узлов, как блок сравнения кодов, дешифратор и цифроаналоговый преобразователь. Целью изобретения является упрощение функционального генератора. G этой целью в функциональный генератор напряжения введены дополнительный счетчиК| сумматоры частот, триггер-формирователь, фильтр нижних частот и пороговый блок, подкшоченный выходом к вторым входам первого и второго элементов .И и соединенный входом через фильтр нижних частот с выходом триггера-формирователя, входы которого подключены соответственно через основной и дополнительный счетчики к вь1ходам первого и второго сумматоров частот, соединенных первыми входами с выходом генератора тактовых импульсов, а вторыми входами соот ветственно - с выходами третьего и четвертого элементов И, входы триггера реверса соединены с соответствующими выходами реверсивного распределителя. На чертеже изображена блок-схема генератора на.пряжения. Функциональный генератор содержит ге нерагор тактовых импульсов 1, выход которого подключен к счетному входу делителя частоты 2. Разрядные входы делителя частоты 2 соединены с выходами группы элементов И 3, первые входы которых подкгаочены через элемент задержки 4 к выходу делителя 2, а вторые входы - к BbijipuQM блоке памяти 5. Входы сумми.ро ванвя и Вычитания реверсивного распределителя 6, соединенного соответствую шими выходами с входами блока памяти S и входами триггера реверса 7, подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И 8, 9, соединенных первыми входами с вьтхбдами триггера 7 и первыми входами третьего и четвертого элементов И 1О, 11, вторые входы которых подключены к выходу Делителя 2. Первые вхрды первого и второго сумматоров частот 12 и 13 соединены с выходом генератора 1. Выход первого сумматора 12, соединенного вторым входом с выходом элемента И 1О, подключен через основной счетчик 14 к одному входу триггера - формирователя 15 другой вход которого через дополнительный счетчик 16 соединен с выходом второго сумматора 13, подключенного вторы . входом к выходу элемента И 11. Выход триггера 15 через фильтр нижних частот 17 соединен с выходом устройства и входом порогового блока 18, подключенного ВЫХОДОМ к вторым входам элементов И 8.9. Функциональный генератор напряжения работает следу оншм образом. В исходном положении триггер 15 я счетчик 16 о&. нулены, триггер 7 находится в единичном состоянии, в делитель 2 записан код Н v соответствующий углу наклона выходного напряжения на первом участке, а в счетчик 14 записана . Импульсы Т с выхода генератора 1 начинают поступать через сумматоры 12 и 13 на входы счет-, чиков 14 и 16. Через 2 -1 импульсов (где а -разрядность счетчиков 14, 16) на выходе счетчика 14 появляется импульс переполнения, который переключает триггер 15 в единичное состояние, а через 2 - импульсов появляется импульс переполнения на вькоде счетчика 16 и переключает триггер 15 снова в нулевое состояние. Этот процесс продолжается до момента BpeMeHHt -s (где коэффициент деления делителя 2 на первом участке аппроксимации), когда на выходе делителя частоты 2 появляется импульс, который через открытый элемент И 1О и сумматор частот 12 поступает на счетчик 14. При этом изменяется фазовый сдвиг между импульсами переполнения счетчиков 14 и 16 и соответственно изменяется коэффициент заполнения импульсной последовательности на выходе триггера 15. Импульс делителя частоты 2, задержанный элементом задержгки 4, разрешает повторную перепись кода М| из блока памяти 5 через группу элементов 3 в делитель 2. Выходной широтно-импульсный сигнал триггера 15 преобразуется фильтром нижних частот в выходное напряжениеUgy,угол наклона которого на первом участке аппроксимации равен FT -К 2 К где Km- коэффициент передачи фильтра 17. Вышеуказанный процесс повторяется до момента времени срабатывания порогового блока 18, напряжение срабатывания которого равно значению ординаты первого уэла йппроксимапии. Выходной импульс порогового блока 18 через открытый элемент И 8 поступает на вход сложения реверсивного распределителя 6. При этом сигнал на соответсвующем выходе распределителя 6 формирует на выходе блока памяти 5 новое значение кода No которое переписывается в делитель частоты 2 после прохождения через элемент задержки 4 очередкого выходного импульса переполнения делителя 2. Соответственно изменяются коэффициент деления делителя 2 и крутизна выход ного напряжения функционального генератора. Дальнейшая работа происходит аналогично вышеописанной. Генерирование участков аппроксимации о отрицательным значением прО1 зводной осуществляется следующим образом. Пред положим в момент BpeMeHHtfn очередной раз сработал пороговый блок 18 и сигнал появился на гп -ом выходе реверсивного распределителя 6. Этот сигнал переключает триггер реверса 7, который закрывает элементы И 8, Ю и отпирает эле менты И 9, 11. При этом импульсы пере полнения начинают поступать на счетчик 16, уменьшая соответственно скважность сигналов на выходе триггера 15, что, в свою очередь, приводит к уменьшению величины выходного напряжения фильтра 17. Одновременно с этим по ходу срабатываний noporoBoroii блока 18 реверсивный распределитель 6 начинает работать на вычитание, формируя обратную ветвь аппроксимируемой функции. Таким образом, предложенное устройство позволяет генерировать изменяющееся во времени напряжение при более простсЛ конструктивной реализации. Последнее достигается за счет уменьшения объема блока памяти 5, так как в нем не нужно хранить коды ординат узлов аппроксимапии упрощения фиксации узлов аппроксимации за счет исключения дешифратора и использования аналогового порогового блока; замены сложного преобразо вателя код-напряжение на конструктивно более простой фильтр нижних частот. Формула изобретения Функциональный генератор напряжения, содержащий счетчик, реверсивный распределитель, подключс1ли,й RX-VIOM сл1 Жомия к выходу первого элемента И, и г холом вычитания - к выходу в орого эж мента И, первые входы элементов И соединены соответственно с выходами триггера реверса и первыми входами третьего и чет вертого элементов И, вторые входы которых подключены к выходу делителя частоТЬ1, соединенного счетным входом с выходом генератора тактовых импульсов и подключенного разрядными входами к выходам элементов И группы, первые входы которых соединены с выходом элемента задержки, а вторые входы подключены к выходам блока памяти, соединенного вхо|дами с выходами реверсивного распреде лителя, причем вход элемента задержки подключен к выходу делителя частоты, отлича ющийся тем, что, с целью упрощения функционального генератора, в него введены дополнителыный счетчик, сумматоры частот, тригге{ -формирователь, фильтр нижних частот и пороговый блок, подключенный выходом к вторым входам первого и второго элементов И и соединенный входом через фильтр нижних частот с выходом триггера - формирователя, входы которого подключены соответственно через основной и дополнительный счетчики к выходам первого и второго сумматоров частот, соединенных первыми входами с выходом генератора тактовых импульбов, а Вторыми входами - соответ ственно р выходами третьего и четвертого элементов И, входы триггера реверса соединены с соответствующими выходами реверсивного распределителя. Источники информ ци, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 475614, кл. G 06 F 1/О2. 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 546899, кл. G 06 G 7/26, 1974. 3.Авторское свидетельство СССР № 389519, кл. G 06 G 7/26, 1971.