Функциональный генератор напряжения Советский патент 1980 года по МПК G06J3/00 G06G7/26 

1

Изобретение относится к автоматикеи может быть использовано для автома тической электронной перестройки резо нансных систем широкодиапазонных панорамных приемников.

Известен функциональный генератор напряжения по основному авт. свид. №610129, содержащий задающий генератор импульсов, выход которого соединен 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 накапливаемого сумматора, выход которого через преобразователь код-«апряжение соединен с выходом функционального генератора напряжения, а. также содержит регистр сдвига реверсивный регистр сдвига, одноразрядный сумматор и формирователь команд, вход кото-

рого подключен к выходу делителя частоты, первый управляющий выход соединен со входом сдвига вправо реверсивного регистра сдвига, а второй управляющий выход соединен 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 обрат10ной связью, другой информационный вход подключен к последующему выходу реверсивного регистра сдвига, а выход соединен С последовательным входом реверсивного регистра сдвига, параллельный вы15ход которого соединен со вторым информационным входом накапливающего сумматора, второй и третий информационные выходы блока установки кодов соединены с соответствующими входами регистра

20 сдвига и реверсивногорегистрасдвт:аГ1}. Сйнако это устройство также не обеспечивает достаточной точности аппроксимации при больших K(jj . Цель изобретения - повышение точноети аппроксимации. Указанная цель достигается тем, что фушсциональный генератор напряжения . содержит коммутатор и дополнительные одноразрядный сумматор и регистр сдвига, инверсный выход которого через последовательно соединенные коммутатор и дополнительный одноразрядный сумматор соединен с дополнительным информацион- шым входом основного регистра сдвига, прямой выходкоторого соединен со вторым информационным входом дополнительного одноразрядного сумматора, третий информационный вход которого подключен к.четвертому информационному выходу бло ка установки кодов, пятый информационный выход которого соединен с соответствующ входом дополнительного регистра сдвига, инверсный выход котфого соединен с одно именным входом коммутатора и обратной связи дополнительного регистра сдв . га, выход дешифратора соединен с управляющим входом коммутатора и дополнительным входом формирователя команд, дополнительный выход которого соединен с тактирующими входами дополнительного регистра сдвига и дополнительного одноразрядного сумматора и с дополнительным тактирующим входом основного регистра сдвига. На фиг. 1 приведена блок-схема функ ционального генератора напряжения. На фиг. 2 приведены графики, поясняющие его работу. Функциональный генератор содержит блок 1 установки кодов, накапливающий сумматор 2, преобразователь 3 коднапряжение (ПКН), делитель 4 частоты, дёщифратор &, двоичный счетчик 6, задающий генератор 7 импульсов (ЗГИ), регистр 8 сдвига, реверсивный регистр 9 сдвига, одноразрядный сумматор Ю, формирователь 11 команд, одноразрядный сумматор 12, коммутатор 13 и регистр 14 сдвига. Выход задающего генератора 7 импульсов одновременно подключен ко входу накапливающего сумматора 2, двоичному счетчику 6 и делителю 4 частоты, выход которого соединен со входом формирователя 11 команд. Выход дещифраго ра 5 одновременно подключен ко входу формирователя 11 команд, входу коммутатора 13 и блоку 1 установки кодов, выходы которого соединены со входами параллельной записи накапливающёЪо сум матора 2, реверсивного регистра 9 сдви га, регистров сдвига 8 и 14 и одноразрядного сумматора 12. Первый выход (параллельный) реверсивного регистра 9 сдвига подключен ко входу накапливающего сумматора 2, а второй выход (последовательный) регистра 9 - ко входу одноразрядного сумматора 10, вход которого подключен к выходу регистра 8 сдвига, охваченного кольцевой обратной связью. Выход одноразрядного сумматора 10 соединен со входом последовательной записи реверсивного регистра 9 сдвига. Вход одноразрядного сумматора 12 подключен к выходу регистра 8 сдвига, а второй вход - к выходу коммутатора 13, два входа которого соответственно подсоединены к выходам регистра 14 сдвига, также охваченного кольцевой обратной связью. Выход одноразрядного сумматора 12 соединен со входом регистра 8. Выход формирователя команд 11 одновременно соединен со входом регистра 14, входом сумматора 12 и входом регистра 8.. Второй выход формирователя 11 одновременно соединен со входом регистра 8, входом сумматора 10 и входом реверсивного регистра 9 сдвига, а третий выход - со входом регистра 9. Устройство работает следующим образом. В начале каждого цикла работы устройство приводится в исходное состояние: двоичный счетчик 6 и делитель 4 частоты обнуляются, триггер переноса первого одноразрядного сумматора 1О устанавливается в единицу, а в регистры 8, 9, 14, сумматор 2 и второй одноразрядный сумматор 12 через соответствующие входы параллельной записи с помощью блока 1 установки кодов записываются коды начальной установки. Формирование текущего кода значения функции производится в сумматоре 2 под действием тактирующих импульсов, поступающих на него с генератора 7. В каждом такте в накапливающем сумматоре 2 происходит приращение кода за счет суммирования имеющегося в нем кода с кодом, записанным в реверсивном регистре 9 сдвига - регист эе приращений.. В течение действия N импульсов ЗГИ 7 значение кода приращения в реверсивном регистре 9 постоянно, поэтому текущий код значения фушщии в накапливающем сумматоре 2, складывающийся из предыдущего значения функции и приращения, линейно возрастает, точно также возрастает и напряжение на выходе подключенного К нему ПКН 3. Через каждые N импульсов код в реверсивном регистре 9 сдвига изменяется, изменяется скорость накопления кода в сумматоре 2 и соответственно изменяется скорость нарастания выходного напряжения ПКН 3. Получение нового значения кода приращения в реверсивном регистре 9 сдвига осуществляется путем произведения последовательных алгебраических действий с предыдущим кодом и кодами, хранящимися Б регистрах 8 и 14. Управляет выполнением этих действий формирователь 11 команд, который при поступле нии на его вход управляющих сигналов с выхода делителя 4 частоты, имеющего коэффициент деления N , вырабатьтает последовательность команд в моменты между формированием ЗГИ 7 N -го и N + 1-го импульсов. Сначала вырабатывае-рся команда на выводе формирователя команда на удвоение кода в регистре 9, затем на другом выходе вырабатывается команда на сложение либо вычитание кодов регистров 8 и 14 и, наконец, на третьем выходе - команда на вычитание кода, получившегося при выполнении второй команды из удвоенного кода реверсивного регистра 9, Первая команда пред ставляет собой одиночный импульс, кото- рый, поступая на тактирующий вход сдвига .влево, производит удвоение кода в регистре 9, при этом в младший разряд его записьшается ноль за счет того, что на последовательный вход со стороны младших разрядов постоянно заведен нулевой потенциал. Вторая команда - серия из tn импульсов, где ;Ш равно числу разрядов второго регистра 14 сдвига.-Под действием этих импульсов производится поразрядное сложение (начиная с младших разрядов) прямого либо дополнительного кода числа, хранящегося в регистре 8 с кодом из регистра 14, последовательный код суммы (разности), образующийся при этом, записывается в очищающийся первый регистр В сдвига через последовательный вход Р.ИП-ТОГО разряда, а во втором регистре 14 сдвига восстанавливается исходный код, поскольку он охвачен кольцевой обратной связью. Знак операции (сложение либо вычитание) задается величиной потенциала на управляю щем входе коммутатора 13, соединенном с дешифратором 5. При единичном (высо- ком) потенциале на вход одноразрядного сумматора 12 через коммутатор 13 проходит код с прямого выхода регистра 14 сдвига, а при нулевом - с инверсного выхода. В первом случае триггер переноса второго одноразрядного сумматора 12 предварительно устанавливается в нуль, поэтому в результате сложения образуется сумма кодов, хранящихся в регистрах. Во втором случае этот триггер устанавливается в единицу, поэтому в результате слсже1П1я кода С регистра 8 с обратным кодом Д регистра 14 н единицей образуется разность кода С регистра 8 и кода с регистра-14. Вычитание образовавшейся суммы (разности) двух кодов из удвоенного кода иа регистра 9 производится аналогнч- но в первом одноразрядном cyiviMaTOpe 10 под действием 0 импульсов (СЬш), сформированных формирователем 11. Триггер переноса одноразрядно1 о сумматора 10 устанавливается в единицу, а на входы сумматора подается прямой код из реверс1тного регистра 9 сдвига и обратный код из регистра 8. Образующаяся разность кодов последовательно записывается в реверсивный регистр 9 сдвига. Таким образом в реверсивном регистре 9 сдвига каждые N импульсов ЗГИ 7 по определенному закону изменяется код приращения функции. Формирователь 11 команд может изменять порядок выдачи команд под действием управляющих сигналов с дешифратора 5, при этом несколько изменяется закон формирования приращения функции. Это легко достигается, если формирователь 11 команд выполнить в виде реверсивного счетчика с дешифратором, к выходам дешифратора подключить генератор одиноч- -ных импульсов и два генэратора пачки и с помощью дешифратора 5 менять начальную установку счетчика и направление его счета. Формирование одной функциональной зависимости производится на протяжении всего участка аппроксимации, определяемого дешифратором 5, подключенным к выходу двоичного счетчика 6. Счетчик 6 преобразует н(пульсы ЗГИ 7, поступающие на его вход в числовой код, равный количеству импульсов, последовательно поступивших на ого вход. Дешифратор 5, в свою очередь, преобразует этот код в управляющий сигнал на одном КЗ выходов (по чт;слу участков аппроксимации), под действием которого блок 1 установки кодов производит параллельный ввод в регистры н второй одноразрядный сумматор новых чисел н

задает порядок выполнения команд, обеспечивая формирование новой функциональной зависимости и сшивание функции на границах участков.

Рассмотрим закон формирова;н ия текущего значения функции с количествен ной стороны. Пусть при начальной установке Б накапливающий сумматор 2 за писывается число , в реверсивный регистр 9 сдвига - В, первый регистр 8 сдвига -С, второй регистр 14 сдвига Д , на входе коммутатора 13 устанавливается нулевой потенциал, триггер переноса одноразрядного сумматора 12 устанавливается в единицу и задается следу щая очередность выполнения команд: i:;; сдвиг реверсивного регистра 9 влево, вычитание кода регистра 14 из кода ре гистра 8 и вычитание кода регистра 8 из кода регистра 9, Последовательность чисел в регистре 9 в моменты X можно записать: , О 2B-C+D 4В-ЗС+4Т) 4, 8В.7С-Ь11Г1. Общий член в регистре 9 можно определить из соотношения Т{Х + 1)-2Т(Х) - Cvl(X - 1) -ь -И)(Х - 2) 1(Х - 2), А,, 0 Изображение функции в соответствии с дискретным преобразованием Лапласа i-B..(е -2Хе«-1) Находя оригинал изображения, полутсу.) ь.а -ссг- (2.)jX Цифровой функциональный сигнал в Сумматора 2 с учетом начальной устаhINт. тч hill sCH a NSTCx-j-a-vnCc-i.sDVn -( -.i...2Ji . 4B-C- 2D)a+tn- Ctt -Jdt2 -l), t-C-I T), - 2N c.-. d-N(B-C- 2DJ , Выходное напряжение, получаемое линейным преобразованием сигнала SCh в ПКН 3 Bbix ot iT a n Q .

функциональное напряжение, вырабатываемое предлагаемым устройством, показывает хорошее сопряжение с вольтчастотиыми характеристиками приемника.

На фиг. 2 в качестве примера показано сопряжение напряжений {В-32, С-26, D-О) с теоретической функцией перестройки контура при К,.-1,9, показанной штриховой линией.

Для предварительной настройки используется переключение начального кода С. На фиг. 2 показано напряжение при С-15. Около каждой функции при постоянных в и с переключением кода ожно получить дополнительное семейст- о функций, которые используются для очной настройки, На фиг. 2 показан интервал дУ меж- у функциями при Csl5, D-О и 1)10. В этом интервале можно разметить 11 функций (о 0,1,2 ... 10). К преимуществам предлагаемого устройства следует отнести хорошее сопряжение с вольтчастотными характеристиками V (ta) перестраиваемых контуров, что обеспечивается изменением вида функции (переход от параболы к сумме параболы и показательной функции), а также возможность простыми средствами - переключением малоразрядного начального кода регистра 11 получить очень тесное семейство вспомогательных функций при каждом постоянном коде С регистра 8. В примере, показанном на фиг. 2, число разрядов кода1). Переключая знак алгебраического сложения кода X) при помощи коммутатора 13, можно получать семейство вспомогательных функций по обе стороны каждой функции взятой при постоянных В и С. Общее число функций вспомогательного семейства составляет 2M-O-VH - j,g N-J.J-разрядность кода). Это позволяет производить точное сопряжение напряжения с вольтчастотной характеристикой перестраиваемого контура, причем процесс сопряжения может быть автоматизирован. Автоматизация может быть получена следующим образом: критерий близости М (и) и V ) на интервале приближения О - VI уу,ач;,можно выбрать с учетом автоматического измерения. При переборе фугрсдий N (h), который, вследствие малого числа разрядов кода 33 также можно автоматизировать простыми средствами, будет выбираться функция, дающая экстремум оценки критерия близости. Все элементы предлагаемого устройства могут быть выполнены на серийных микросхемах, что дает возможность получить весьма малые габариты. Формула изобретения Функциональный генератор напряжения по авт. свид N9 610129 отличающийся тем, что, с целью повышения точности аппроксимации, он содержит коммутатор и дополнительные одноразрядный сумматор и регистр сдвига, инверсный выход которого через последовательно соединенные коммутатор и дополнительный одноразрядный сумматор соединен с дополнительным информационным входом основного регистра сдвига, прямой выход которого соединен со вторым информационным входом дополнительного одноразрядного сумматора, третий 7347 5 10 5 20 6 информационный вход которого подключен к четвертому информационному выходу блока установки кодов, пятый информационный выход которого соединен с соответствующим входом дополнительного регистра сдвига, инверсный выход которого соединен с одноименным входом коммутатора и входом обратной связи дополнительного регистра сдвига, выход дешифратора соединен с управляющим входом коммутатора и дополнительным входом формирователя команд, дополнительный выход которого соединен с тактирующими входами дополнительного регистра сдвига и дополнительного одноразрядного сумматора и с дополнительным тактирующим входом основного регистра сдвига. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №610129 кл. G 06 J З/ОО; 6 06 е 7/26, 11.02.76.

Фиг./