Функциональный генератор Советский патент 1980 года по МПК G06G7/26 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к устройствам для экспер ментального исследования динамически систем. Известен функциональный генератор ссщержаедий генератор импульсов, регистр, блок памяти и выходной цифроаналоговый преобразователь ГГ. Известен также функциональныйгенератор, содержащий генератор импуль сов, счетчик, элемент задержки, распределитель импульсов, блок памяти, регистр и выходной цифроаналоговый преобразователь 2 , Общим недостатком этих устройств являются гальваническая связь выходных частей генераторов с корпусом. Прототипом изобретения являётся функциональный генератор, содержащий цифроаналоговый йреобразо- ватель и генер.атор тактовых импуль- совд выход которого подключен к счетному входу счетчика, соединенного поразрядными выходами с адресными входами постоянного запоминающего устройства, выходы которого подключе ны к входам выходного цифроанагюго вого преобразователь З .. Недостатком прототипа также является наличие гальванической связи выходных цепей и корпуса генератора, что сужает область использования генератора. Цель изобретения - расширить область применения функш онального генератора за счет обеспечения гальванической развязки его выходных цепей и корпуса, С этой целью в функциональный генератор, содержащий выходной цифроаналоговый преобразователь и генератор тактовых импульсов, выход кото-рого подключен к счетному входу счетчика, соединенного поразрядными выходами с .адресными входа1 и постоянного, запоминанадего устройства, дополнительно введены блоки импульсного гальванического разделения, количество котО7 рых равно числу разрядов выходного постоянного запоминающего устройства, формирователь стробирующих импульсов и источник гальванически развязанного с корпусом напряжения, подключенный выхода ыми шинами к питающим шинам :цифроаналоговог6 преобразоватеЛ.Я и..блоков импульсного гальванического разделения,причем каждый блок импульсного гальванического разделения

соединен первым, входом с соответствующим выходом постоянного запомингиощего устройства,вторым входом - с первым выходом формирователя стробирующих импульсов,третьим входом - с вторым выходом формирователя стробирующих импульсов,четвертым входом - с нулевой выходной шиной источника гальванически развязанного напряжения и с третьим выходом формирователя стробирующих импульсов, а выходом - с входом соответсвующего разряда цифроаналогового преобразователя, причем вход формироватепя стробируювдих импульсов подключен к выходу генератора тактовых импульсов.

Кроме этого, каждый блок импульсного гальванического разделения содержит импульсный трансформатор,триг.гер и элемент И, первый и второй входаа которого соединены с первым и вторым входами блока импульсного гальванического разделения, а выходпод,ключен через первичную обмотку импульсного трансформатора к корпусу генератора, причем триггер соединен с выходом и тактовым входом соответственно с выходом и третьим входом блока импульсного гальванического раэ. деления, а D-вход триггера подключен через вторичную обмотку импульсного трансформатора к четвертому входу блока импульсного гальванического раз. деления; формирователь стробирующих импульсов содержит элементы И, элементы задержки и импульсный -трансформатсф, причем первый вход иервого элемента И, соединенного выходом с первым выходом формирователя стробирующих импульсов, подключен к входу формирователя стробирующих импульсов и к входу первого элемента задержки, соединенного выходом с первым входом второго элемента И, и с входом второго элемента задержки, выход которого подключен к входу третьего элемента задержки и к второму входу второго элемента И, соединенного выходом чё--рез первичную обмотку импульсного трансформатора с корпусом генератора, причем выход третьего элемента задержки подключен, к второму входу . первого элемента И, а вторичная обмотка импульсного трансформатора соединена с вторым.и третьим выходами формирователя стробирующих импульсов

На фиг, 1 изображена структурная схема функционального генератора; на фиг. 2 - временные диаграммы, , поясняющие его работу.

Функциональный генератор содержит генератора 1 тактовых импульсов подключенный выходом к счетному входу счетчика 2, поразрядные выходы которого соединены Садресными входами постоянного запоминающего устройства; 3, подключенного выходами разрядов к первым входам слэответствующих блоков 4 импульсного гальванического разделения. Блоки 4 соединены выходами с входами соответствующих разрядов выходного цифроаналогового преобразователя 5 и подключены вторыми входами к первому выходу б формирователя 7 стробируквдих импульсов, вход 5 которого соединен с выходом генератора 1. Второй и третий выходы 8 и 9 формирователя 7 подключены соответственно к третьему и четвертому входам блоков 4 и нулевой выходной шине

0 источника 10 гальванически развязанного с корпусом напряжения. Блок 4 импульсного гальванического разделения содержит трансформатор 11, триггер 12 и элемент И 13, первый и вто5 рой входы которого соединены с пер,вым и вторым входами блока 4. Выход элемента И 13, подключен через первичную обмотку импульсного трансформатора 11 к корпусу генератора. ТригQ гер 12 соединен, выходом и тактовым входом соответственно с выходом и третьим входом блока 4, -а Ь-вход триггера 12 подключен через вторичную обмотку импульсного трансформато ра 11 к четвертому входу блока 4

(т.е. к третьему выходу формирователя 7 и нулевой выходной шине источника 10) . Формирователь / содержит элементы И 14 и 15, элементы задержки 16-18 и импульсный трансформатор 19.

0 Первый вход первого элемента И 14,

соединенного выходом с первым выходом 6 формирователя 7 подключен к входу формирователя 7 и к входу первого элемента задержки 16„ Выход элемента

5 задержки 16 соединен с первым входом второго, элемента И 15 и с входом второго элемента задержки 17. Выход элемента задержки 1 подключен к входу третьего элемента задержки 18 и к вто0 рому входу элемента И 15. Выход,элемента И 15 соединен через первичную обмотку импул;ьсиЬго трансформатора 19 с корпусом генератора. Выход элемента задержки 18 подключен к второму входу элемента И 14,а вторичная

5 обмотка трансформатора 19 соединена с вторым и третьим выходами 8 и 9 формирователя 7. Выходные шины 20 источника 10 соединены с питающими шинами преобразователя 5 и блоков И.

Функциональный генератор работает следующим образом,

С помощью ген атора 1 тактовых импульсов, счетчика 2 и постоянного запоминающего устройства 3 формирует5 ся на выходе устройства 3 цифровой, код сигнала требуемого вида (например) гармонического). Блоки 4 осуществляют гальваническое разделение цепей передачи каждого разряда цифро0 вого кода выходного сигнапа и корпуса функционального генератора. Цифровой код выходного сигнала по цепям, гешьванически разделенным с корпусом генератора, поступ ает на выходной дифро,5 аналогодый преобразователь 5, также гальванически разделенный с корпусом генератора, причем питание преобразо вателя 5 выполняется источником 10 гальванически развязанного с корпусо напряжения. На выходе преобразовател 5формируется аналоговый сигнал. На временных диаграммах (см. фиг. показаны тактовые импульсы (а), стро бирующие импульсы на.выходе б форми.рователя 7 (б), строёирующие импульс на выходе 8-формирователя 7 (в), сое тояние Од i-ro разряда постоянного з поминающего устройства 3 (г), сигнал наЭ входе триггера 12 i-ro блока 4импульсного гальванического раздел ния (д), сигнсш на выходе триггера 12 i-ro блока 4 (е). На выходе 8 формирователя 7 стробирующих импульсов сигнал суще ствует только тогда, когда на- выходе 6сигнал равен (это необходимо для обеспечения работы каждого триггера 12 в синхронном режиме). Если Q 1,то на вторичной обмотке импульсного трансформатора 11 формируется последовательность актовых им пульсов относительно нулевой шины источника 19 .При поступлении на тактовый, вход триггера 12 ближайшего импульса последовательности стробирующих импульсов (фиг, 2, в) триггер 12 переходит в состояние и остается в таком состоянии, пока Q It Если же QJ 0, хо на Ф-входе триггера 12 фop иpyeтcя сиг.нал О и ближайшим импульсом последовательности стробирующих импульсов (фиг, 2f в) триггер 12 переводит ся в состояние О, Таким образом, состояние каждого триггера 12, гальванически разделенного с корпусом ге мератора,определяется состоянием соответствующего разряда запоминающего устройства 3.. Поскольку у предлагаемого функционального генератора питание гальванически развязанным с корпусом напряжения требуется для преобразователя 5и триггер 12, входящих в состав бло ков 4 разделения, то следовательно, мала необходимая мощность источника 10. Малое количество элементов, гальванически развязанных с корпусом, обеспечивает малую паразитную-емкость между гальванически развязанными цепями . Последнее также обеспечивается тем, что могут быть использованы импульсные трансформаторы с паразит ной емкостью не более 1 пф, так как через них передаются импульсы малой длительности. Таким образом, предлагае ый функциональный генератор позволяет посравнению с прототипом обес печить гальваническое разделение выходных цепей, что существенно расширяет область его использования. Формула изобретения 1. Функциональный генератор, со держащий выходной цифроаналоговый преобразователь и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к счетному-входу счетчика, соединенного поразрядныьчи выходами с адресными входами постоянного запоминающего устройства, отлич ающийся тем, что, с целью расширения области использования функционального генератора за счет обеспечения гальванической развязки его выходных цепей и корпуса, в функциональный генератор дополнительновведены блоки импульсного гальванического разделения, количество которых равно числу разрядов выходного постоянного запоминающего устройства, формирователь стробирующих импульсов и источник гальванически развязанного с корпусом напряжения, подключенный выходныN-M mHHaNiH к питающим шинам цифроаналогового преобразователя и блоков имп льсного гальванического разделения, причем каждый блок импульсного гальванического разделения соединен первым входом с соответствукяцим выходом постоянного запоминающего устройства, вторым входом - с первым выходом формирователя стррбирующих иктульсов, третьимвходом - с вторым выходом формирователя стробируюпщх импульсов, четвертым входом - с нулевой вырсодшой шиной источника гальванически развязаннох о напргтасенкя и с третьим выходом формирователя стробирующих импульсов, а выходом - с входом соответствующего разряда цифрогшалогово-го преобразователя, причем вход формирователя стробирующих импульсов подключен к ВЫХОДА генератора тактовых импульсов. 2.Генератор по п.1, отлич аю щ и и с я тем, что каждый блок импульсного гальванического разделе1 ия содержит и чпyльcный трансформатор, триггер и элемент И, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым входами блока импульсного , гальванического разделения, а выход подключен через первичную обмотку импульсного трансформатора к корпусу генератора, причем триггер соединен . выходом и тактовым входом соответственно с выходом и третьим входом блока импульсного гальванического разделителя, а В-вход триггера подключен через вторичную обмотку импульсного трансформатора к четвертом входу блока иг пульсного гальванического разделения, 3.Генератор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что форми-рователь стробирующих импульсов содержит элементы И, элементы задержки

и . импульайый трансформатор, причем первый вход первого элемента И, соединенного выходом с первым выходом формирователя стробируквдих импульсов подключен к входу фо эмирователя стро6ИРУ.КВДИХ импу ьсов и к входу первого элемента задержки,соединенного выходом с первыми входами второго элемента И, и с входом второго элемента задержки, выход которого подключен к входу третьего элемента задержки и к второму входу второго элемента И, соединенного,выходом через первичную обмотку импульсного трансформатора с корпусом генератора, причем выход третьего элемента задержки подключен к второму входу первого элемента И, а вторичная обмотка импульсного трансформатора соединена с вторым и третьим выходами, формирователя стробиpyюц иx импульсов. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. -Авторское сйидительство СССР по заявке 2492853/18-24, кл.. (3 06 J 3/00, 1977.

2. Авторское свидительство СССР

по заявке 2592311/18-24,

кл. G 06 J 3/00, 20.03J8.

3.EIektronik №3, 1976,- с. 92-96 (прототип).