Генератор треугольных функций Советский патент 1980 года по МПК G06G7/26 H03K4/06 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной Texiuixe и может быть кспопт.зовапо при построении функциоЕюль ных преобразователей. Известен генер,атор импульсов треугол ных функций, содержащий бло коммутирующих ключей, интегратор, стробирующи ключ, элемент ИЛИ, порого.вые элементы тркттэр источник эталонных напряжеН1гй С1. Недостаток устройства - его низкая точность работы. Наиболее близким техническим решением является генератор треугольных , содержащий образцовый генерато импульсов, триггер, элементы И J. Недостатком такого устройства являет ся его низкая надежность работы. Цель изобретения -- новышение нацежкости работы генератора. Поставленная цель достигается тем, что в генератор треугольных функций, со дерлшщий образновый генератор имнульсо триггер и элементы И, введаны счетчик, ЛПИ1Н зацерл-жи, генератор одиночных ИМПУЛЬСОВ, конденсатор, формирователь и пьезотрансформаторы7 выходы которых объединены и через конденсатор подключены, к первому аходу формирователя, каждый ш;оц ньезотрансформатора ноаключен соответственно к выходу одного из элементов ,И, первые входы которых объединены и подключены ко второму вхооу формирователя, выход которого является выходом устройст 5а, и через линию оацержки подключены к выходу образцового генератора и ко входу делителя частоть, второй вход каждого из нечетных элементов И подключен к прямому выходу одного из диггеров счетчика, второй вход каждого из четьгых элементов И подключен к инверсному выходу одного из триггеров счетчика, третьи входы каждого из нечетных элементов И объединены и подключены к инверсному выходу триггера, третьи входы. |саждого из четных элементов И обье- дштены и подключены к прямому вгл- ходу триггера, счетный вход которого подключен к инверсному выходу триггера старшего разряда счетчика, счетный вход триггера младшего разряда счетчика, подключен к выходу делителя частоты, а нулевой вход триггера обьеди- ней с нулевыми входами триггеров счетчика и подключен к выходу генератора одиночных имцульсов. На чертеже приведена схема устройства. Устройство содеряшт образцовый генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, линию 3 задержки, счетчик 4 импульсов триггер 5, элементы 6 И, пьезотрансфор маторы 7, конденсатор 8, формирователь 9 импульсов, генератор 1О одиноч1Ш1х импульсов. Пьезотрапсформаторы содер йсат секции 11 возбуждения, генераторные секции 12, экранирующие электроды 13, электроды входа 14, 15, электрод 16 выхода. Шина 17 является выходом устройства, шина 18 служит для прило™ жеиия управляющего напряжения, изменяю щего Зровень и направление поляризации генераторных секций 12 пьезотрапсфор- маторов . Шины 19 являются,единичными входами Tpin repoB счетчика 4. Формирователь 9 служит для преобразования последовательности импульсов в непрерывно изменяющееся напряжение. Уровень чрляриза.цик секции 11 возбуж депия пьезотрансформаторов соответствует разрядным весам двоичного кода и устанавливается в процессе их изготовления. Уровень и направление поляриза- lUin генераторных секций 12 пьезотрансформаторов могут изменены путем поцачи соотве1х;твуюшего напряжения на щину 18, что дает возможность изменят амплитуду выходных треугольных импульсов и их.лолярность. Устройство работает следующим образом. Перед началом работы триггер 5, а также триггеры счетчика 4 устанавливаются Б пулевое состояние путем подач на их иулешяе входы импульса напряжени от генератора 1О одиночных импульсов, После включения образцового генератора 1 импульсов импульсы с его выхода поступа ют на вход делителя 2 частоты и через линию задержки на первые входы элементов 6 И, на вторые входы которых подается уровень логической единицы с выходов триггеров счетчика 4, а Fia третьи входы - уровень логической еаи1шцы с HHseipcHoro выходя триггера 5, обеспечивают прохож доние импульсов от образцового генерат ра 1 импульсов на входы J.4 соответствующих пьезотрансформаторов. Ъ результате этого на основании явлений обратного и прямого пьезоэф4юкта на выходах 16 этих пьезотрансформаторов образуются импульсы н.апряжения, которые через конденсатор 8 поступают на первый вход формирователя 9. Так как коэффициенты передачи пьезотрансформаторов пропорциональны весам разрядов двоичного кода, то амплитуда сигналов, поступающих па первый вход формирователя 9, увеличивается по линейному закону с возрастанием числа, записанного в ,. чике 4. В результате преобразования этих сигналов формирователем 9 на шине 17 генератора фору1ируется непрерывно возрастающий передний фронт треугольного импульса напряжения, угловой коэффициент которого определяется следующим отношением: U -K.Z 2 амплитудное значение выходного треугольного импульса, которое соответствует моменту времени, когда все триггеры счетчика 4 находятся в единичном соотоянии;У - амплитуда импульсов возбуждения, поступающих на входы 14, 15 пьезотрансформаторов с выходов элементов И 6; коэффициент передачи последовательно соединенных одного из пьезотрансформаторов, конденсатора 8 и формирователя 9; число триггеров счетчика 4; период следования импульсов, поступающих с выхода делителя 2 частоты на вход счетчика 4; коэффициент деления делителя 2 частоты; образцовая частота. Уравнение переднего фронта треугольного импульса имеет вид Ug,K-TN,,a..,2H, (3) Где Ы - число записанное в счетчике 4. Подставляя выражение (1) в формулу (3), получают окончательный результат н 2 . N, (4) 8b(x из которого видно, что выходное напряже.57 нис прямо пропорционально числу, записанному в счетчике 4. Длительность треугольного импульса ц опрецеляется по формуле V2( (5) После того как в счетчике 4 записано максимально возможное число, формиров ние переднего фронта заканчивается, так как слеаующий импульс от целителя 2 частоты приводит к установке счетчика 4 в исхопное нулевое состояние, а следовательно, и к изменению состояния триггера 5, счетный вход которого соеди нен с инверсным выходом старшего разряда счетчика 4. Это приводит к тому, что уровень логической единицы появ ляется на прямом выходе триггера 5 и электроды, входа 15 пьезотрансформаторов 7 оказываются подключенными к инверсным выходам триггеров счетчика а это означает, что последующее увеличение числа, записанного в счетчике 4, влечет за собой уменьшение амплитуды импульсов, поступающих с выходов 16 соответствующих пьезотрансформаторов на первый вход формирователя 9. На кле ме 17 устройства формируется задний фронт треугольного импульса. Уравнение заднего фронта треугольного импульса имеет вид ь,. ,2М,.,2 (6 Подставляя в формулу (6) вьгражения (1) и (2), получают окончательный реау тат,1 .(г% . U-К Z 2 Ч Л оЕ2--Ч г . Формирование заднего фронта заканчивае ся очередным изменением состо$шия триггера 5, после чего схема возвращае ся в исхогзное состояние и весь процесс повторяется. Периодическое повторение процесса приводит к формированию после до вател1гности симметричных треугольных импульс сов напряжения. Подавая на управляющую шину соответствующее управляющее напряжение, изменяют направление и уровень поляризации генераторных секций пьезотрансформаторов, что позволяет регулировать полярность и амплитуду вьисо него сигнала. В генераторе также {регулируют длительность и частоту следования выходных импульсов путем изменени коэффициента деления делителя частоты. 26. 6 Предложенный гоператор используют в качестве генератора пилообразного напряжения, для чего устраняют связь между счетчиком и триггером, а также в качестве преобразователя код- напряжение, для чего также устраняют вышеуказанную связь и подают код параллельно на единичные входы ш1Шы триггеров счетчика. Формула изобретения Генератор треугольных функций, содер)жащий образцовый генератор импульсов, триггер и элементы И, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введены счет чик импульсов, линия задержки, генератор одиночных импульсов, конденсатор, формирователь импульсов и пьезотрансформаторы, выходы которых объединены и через конденсатор подключены к первому входу формирователя импульсов, каждый вход пьезотрансформатора подключен соответственно к выходу одного из элементов И, первые входы которых объединены и подключены ко второму входу формирователя импульсов, выход которого является выходом устройства, и через линию задержки подключены к выходу образцового генератора импульсов и ко входу делителя частоты, второй вход каждого из нечетных элементов И подключен к прямому выходу одного из триггеров счетчика, импульсов, второй вход каждого из четных элементов И подключен к инверсному выходу одного из триггеров счетчика импульсов, третьи входы каждого из нечетных элементов И объединены и подключены к инверсному выходу триггера, третьи входы каждого из четных элементов И объединены и подключены к прямому выходу триггера, счетный вход которого подключен к инверсному вьосоду триггера старшего разряда счетчика импульсов, счетный вход триггера младшего разряда, счетчика импуаьсов подключен к выходу делителя частоты, а нулевой вход триггера объединен с нулевыми входами триггеров счетчика импульсов и подключен к выходу генератора одиночных импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторскоесвидетельство СССР 523517, кл. Н 03 К 4/06. 2.Авторское свидетельство СССР .V 387878, кл. Q 06 С 7/26, 1971.

20426