Функциональный генератор Советский патент 1980 года по МПК G06G7/26 

(54) ФУНКЦИОНАЛЬНБШ ГЕНЕРАТОР

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, в частности, в задающих и моделирующих устройствах.

Известен функциональный генератор, содержащий цифроаналоговые преобразователи, блок памяти, счетчик, блок управления, сумматоры, компараторы, интегратор и управляемый инвертор 1.

Известен также функциональный генератор, содержащий генератор импульсов, управляемый делитель частоты, реверсивный регистр, пор.оговую схему, триггеры, счетчики, элементы И и ИЛИ и фильтр низкой частоты 2. Оба эти устройства имеют сложную конструкцию.

Наиболее близким к изобретению является функциональный генератор, содержащий первый цифроаналоговый преобразователь, соединенный выходом с входом управляемого токостабилизирующего двухполюсника, выход которого подключен к сигнальному входу разрядного ключа, первому входу компаратора, выходу функционального генератора и через накопительный конденсатор к нулевой шине функционального генератора, соединенной с выходом разрядного ключа, а второй вход компаратора подключен к выходу второго цифроаналогового преобразователя, соединенного цифровыми входами и выходами блока па мяти ординат, причем цифровые входы первого цифроаналогового преобразователя подключены к выходам реверсивного счетчика, соединенного входом суммирования с выходом первого и первым входом второго

10 элементов И, а входом вычитания - с выходом третьего элемента И и первым входом триггера, подключенного выходами к первым входам первого и третьего элементов И и соединенного вторым входом с выходом компаратора и вторым входом второго эле5 мента И, выход которого подключен к коммутирующему входу разрядного ключа 3. В этом генераторе функции блока памяти ординат выполняет регистр памяти.

2Q Этому функциональному генератору свойственен ограниченный класс воспроизводимых функций, так как он генерирует пилообразное напряжение, управляемое по амплитуде и крутизне участков с положительным наклоном и не позволяет получать периодическое напряжение сложной формы с регулируемыми параметрами участков с положительными и отрицательными наклонами.

Целью изобретения является расширение класса воспроизводимых функций.

Для этого в функциональный генератор, содержащий первый цифроаналоговый преобразователь, соединенный выходом с входом управляемого токостабилизирующего двухполюсника, выход которого подключен к сигнальному входу разрядного ключа, первому входу компаратора, выходу функционального генератора и через накопительный конденсатор к нулевой шине функционального генератора, соединенной с выходом разрядного ключа, а второй вход компаратора подключен к выходу второго цифроаналогового преобразователя, соединенного цифровыми входами с выходами блока памяти ординат, дополнительно введены блок .памяти углов наклона и кольцевой регистр, соединенный входом с выходом компаратора, а выходами - с адресными входами обоих блоков памяти, причем блок памяти углов наклона подключен кодовыми выходами к цифровым входам первого цифроаналогового преобразователя, а выходом знака наклона - к коммутирующему входу разрядного ключа, соединенного входом управления током разряда с выходом первого цифроаналогового преобразователя.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Функциональный генератор содержит кольцевой регистр 1, подключенный выходами к адресным входам блоков 2 и 3 памяти ординат и углов наклона. Кодовые выходы блока 3 памяти и углов наклона соединены с цифровыми входами первого цифроаналогового преобразователя 4, а выход блока 3 подключен к коммутирующему входу разрядного ключа 5. Выход преобразователя 4 соединен с входом управления током разряда ключа бис входом управляемого токостабилизирующего двухполюсника 6, выход которого подключен к сигнальному входу разрядного ключа 5, первому входу компаратора 7, выходу функционального генератора и через накопительный конденсатор 8 - к нулевой щине функционального генератора. Выход разрядного ключа 5 соединен также с нулевой шиной. Второй вход компаратора 7, подключенного выходом к входу кольцевого регистра 1, соединен с выходом второго цифроаналогового преобразователя 9. Цифровые входы преобразователя 9 подключены к выходам блока 2 памяти ординат. Блоки памяти 2 и 3 могут быть выполнены, в частности, в виде программируемых запоминающих устройств.

Функциональный генератор работает следующим образом.

При включении питания на выходах кольцевого регистра 1 появляются логические «I. При подаче на щину запуска функционального генератора (на блок-схеме не показано) одиночного импульса на первом выходе регистра 1 появляется логический «О, который возбуждает соответствующие адресные входы блоков памяти 2 и 3. С выхода блока памяти 2 на входы цифроаналогового преобразователя 9 поступает код конечной ординаты первого участка аппроксимации генерируемой функции, который преобразуется в напряжение, подаваемое на второй вход компаратора 7. На первый вход компаратора 7 поступает изменяющееся напряжение, угол наклона (крутизна) которого на первом участке аппроксимации задается выходным кодом блока памяти 3, преобразованным в напряжение цифроаналоговым преобразователем 8 и формируемым токостабилизирующим двухполюсником 6. Это изменяющееся напряжение накапливается в конденсаторе 8. При достижении равенства напряжений на входах компаратора 7, на его выходе формируется и.мпульс, поступающий на вход кольцевого регистра 1. Логический «О формируется на следующем выходе кольцевого регистра 1 и возбуждает следующие адресные входы блоков памяти 2 и 3. На входы преобразователей 9 и 4 поступают коды конечной ординаты и угла наклона функции следующего участка аппроксимации. Эти коды преобразуются в напряжения, одно из которых подается на второй вход компаратора 7, а другое - на вход управляемого токостабилизирующего двухполюсника 6. Ток, протекающий через двухполюсник б, изменяется, в результате чего изменяется скорость заряда конденсатора 8, и, следовательно, крутизна выходного напряжения.

В момент сравнения напряжения на конденсаторе 8 и напряжения на выходе преобразователя 9 заканчивается второй участок аппроксимации и срабатывает компаратор 7. Далее процесс протекает аналогично описанному.

При формировании участков с отрицательным -углом наклона на выходе знака наклона блока памяти 3 появляется сигнал, который поступает на коммутирующий вход разрядного ключа 5 и подключает его через сигнальный вход к накопительному конденсатору 8. При этом накопительный конденсатор 8 начинает разряжаться через ключ 5 с постоянной времени, определяемой уровнем напряжения с выхода преобразователя 4 на входе управления тока разряда ключа 5. Процесс продолжается до момента сравнения напряжений на конденсаторе 8 и на выходе преобразователя 9.

Разрядный ключ 5 может быть выполнен по схеме с токостабилизирующими триодами, управляемыми различными уровнями базовых напряжений.