Генератор функций Советский патент 1980 года по МПК G06G7/26 

(54) ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано, в частнос ти при экспериментальном исследоваНИИ динамических Характеристик систе автоматического контроля и управления. . Известен генератор функций 1, содержащий основной интегратор, компаратор, нуль-орган, блок управле. ния, источник опорного напряжения, переключатель полярности, сумматоры и функциональные ячейки. Недостатками такого генератора яв ляются ограниченность класса генерируемых функций и сложность настройки Известен генератор функций 2, свдёржащий генератор импульсов, управляемый делитель частоты,о блок па мяти, реверсивный распределитель, триггеры, счетчики, элементы И и ИЛ фильтр и пороговую схему. Недостатком генератора является ограниченность класса генерируемых функций. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ген ратор функций 3, содержащий источ ник опорного напряжения, цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), блок управления, соединенный выходами с управляющими входами переключателя полярности, счетчик, подключенный выходом к входу блока памяти, выходы которого соединены соответственно с цифровыми входами первого и второго ЦАП, подключенных выходами к входам сумматора, соединенного выходом с выходом генератора функций. Выход счетчика, накапливающего код аргумента, псдключен также к цифровому входу третьего ЦАП, соединенного аналоговым входом через переключатель полярности с выходом источника опорного напряжения и подключенного выходом через масштабный усилитель к аналоговому входу первого ЦАП. Входы блока управления подключены к выходам блока памяти. Недостаточная точность работы такого генератора обусловлена равномерНЫУ характером разбиения генерируемых функций на подинтервалы аппроксимации.. Целью изобретения является повышение точности генерирования функций. Поставленная цель достигается тем, что в генератор функций, содержащий источник опорного напряжения, ЦАП, блик управления, соединенный выходами с управляющими входами переключателя полярности, счетчик, подключенный выходом к входу блока памяти, вы оды которого соединены соответственно с цифровыми входами первого и Твторсэго ЦЙП ,пЬ ДклйчённЬйс Звыхшами к вхЪдам сумматора, соединенного выхо выходом генераторафункций допо Лительно введены интегратор, компара тор,нУлБ-орган и сумматор, подключенн ый вйходбм к аналоговому входу первого ЦАИ и соединенный первым fiXofloW с выходом интегратора, аналого вым входом второго ЦАП, входом нуль -Г §рг-Ё йа; й пёрВым входом компаратора, второй вход которьго подключен к вы WoSyисточника опорного напряжения и второмувходу дополнительного сумматора. Выход третьего ЦАП, соединенного циф13бвым входом с соответствующим выходом блока памяти, подключен к Йиг найёйШу переключателя по лярноСти, выход которого соединен с входом интегратора. Вход счетчика подключен к сооТветствуквдему выходу блока уП15авления, соединенного входа ivilTcгйходами компаратора и нуль-органа. . На чертеже дана функциональная схема, генератора функций. Генератор содержит блок управления 1,входы которого соединены с выходами компаратора 2 и нуль-органа / 3, а выходы подключены к управляющим .входам переключателя полярности 4 и входу счетчика 5, соединенного выходом с входом блока памяти 6. Выходы блока памяти 6 подключены к цифровым входам первого 7, второго 8 и третье го 9 ЦАП. Выходы ДАЙ 7 и 8 соединены с входами сумматора 10, а выход ЦАП 9 - сигнальным входом .переключателя полярности 4 выход которого через ин тегратор 11 соединен с вх:Одом нуль-о гана 3 аналоговым входом ЦАП 8 и пер входами компаратора 2 и дополни тельного сумматора 12, подключенного выходом к аналоговому входу ЦАП 7. В ход источника опорного напряжения 13 соединен со вторыми входами компаратора 2 и сумматора 12, Генератор функций работает следую щим образом. В нача.льный момент времени управляюфцш сигна.лом блока 1 переключател полярности 4 включен в режим прямой передачи (без инвертирования выходного напряжения преобразователя 9 на вход интегратора 11. Интег|ратор 11 интегрирует это напряжение до тех по пока напряжение tm его выходе не достигнет уровня сраба1ывания компаратора 2, определяемого величиной вмходного сигйала источника опорного напряжения 13. В времени, соответствуЮ1аий равенству выходного ча пряжения интегратора 1 J напряжению источника 13, срабатывает компаратор 2, который подает сигнал на вход блока-управления 1. По этому сигналу блок управления 1 переключает переключатель 4 в режим инверсной передачи напряжения преобразователя 9 на вход интегратора 11, и напряжение на выходе интегратора 11 начинает уменьшаться. Когда оно уменьшится до нуля, срабатывает нуль-орган 3, по выходному сигналу которого блок управления 1 снова переводит переключатель полярности 4в режим прямой передачи выходного напряжения преобразователя 9. Таким образом, выходное напряжение интегратора 11 во времени представляет собой периодические треугольники функций. Поскольку на сумматоре 12 осуществляется вычитание из опорного напряжения-источника 13 выходного напряжения интегратора 11, то напряжение на выходе сумматора 12 также измей)зется потреугольному закону, но смещенному на половину периода относительно напряжения на выходе интегратора 11., Выходные напряжения интегратора 11 и сумматора 12 масшта.бируются ЦАП 8 и 7 соответственно и суммируются сумматором 10, выходное напряжение которого является выходным напряжением генератора . : В моменты переключения направления интегрирования интегратора 11 изменяется Состояние счетчика 5, выходной код которого управляет через блок памяти 6 работой ЦАП 7-9. ЦАП 7 и 8 определяют амплитуду треугольных функций, поступающих на сумматор 10, а ЦАП 9 - скорость изменения выходного напряжения интегратора 11. Таким образом, на выходе генератора образуется кусочно-линейная функция с произвольным расположением точек перегиба, т. е. узлов аппроксимации. Регулировка расположения узлов и регулировка значений функций в узлах аппроксимации осуществляются изменением содержимого ячеек блока .памяти б. При этом регулировка значений функций в отдельных узлах осуществляется независимо друг оТ друга и независимо от регулировки расположения узлов аппроксимации. Формирование функции с произвольным расположением узлов аппроксимации позволяет повысить точность генерирования функций. Формирование знакопеременных функций в генераторе может быть осуществлено, в частности, введением дополнительной связи.выхода источника опорного напряжения 13с входом суммлтора 10. Формула изобретения Генератор функций, содержащий игточник опбрного напряжения, циФрпаналоговые преобразователи, блок yhравления, соединенный выходами с управляющими вхЬдами переключателя полярности, счетчик, подключенный выходом к входу блока памяти, выходы которого соединены соответственно с цифровыми входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, подключенных выходами к вхЬдам сумматора, соединенного выходом с выходом генератора функций, отличающийся тем, что, с целью .повышения точности генерирования фун ций, в генератор дополнительно введе ны интегратор, компаратор, нуль-орган и сумматор, подключенный выходом к аналоговому входу первого цифроаналогового преобразователя.и соединенный первым входом с выходом интегратора , аналоговым входом второго цифроаналогового преобразователя входом нуль-органа и первым входом компаратора, второй вход которого подключен к выходу источника опорног напряжения и второму входу дополнительного сумматора, а выход третьего цифроаналогового преобразователя , соединенного цифровым входом с соответствующим выходом блока памяти, подключен к сигнальному входу пере- ключателя полярности, выход которого соединен с входом интегратора, причем вход счетчика подключен к соответствующему выходу блока управления, соединенного входами с выходами компаратора и нуль-органа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1.Авторское свидетельство СССР по. заявке № 2317837/24, кл. G 06 G 7/20, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2490341/24, кл, G 06 G 7/26, 27.04.77, 3.Авторское свидетельство СССР по заявке 572815, кл, G 06 G 7/26, 1976 (прототип).