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

(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЯ ГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в автоматических системах управления, контроля и моделирования. Известен функциональный генератор содержащий генератор тактовых импульсов/ переключающий блок, реверсивный счетчик, дешифратор, триггер реверса и цифроаналоговый преобразователь Ll. Недоста ками устройства являются сложность перенастройки при вйспроизв дении рйда функций и пониженная точность воспроизведения функций. Известен также функциональный генератор, содержащий генератор тактовых импульсов, управляемый делитель частоты, распределитель импульсов, блок памяти, регистр и выходной цифроаналоговый преобразователь 12. Недостаток устройства заключается в сложности перенастройки при воспроизведении ряда функций. Прототипом изобретения является функциональный генератор, содержащий дешифратор, блок памяти функций, гене ратор тактовых импульсов, подключенный выходом к синхроннзирукедему входу регистра сдвига, и реверсивный счетчик, вход управления реверсом коToporb соединен с выходом триггера реверса, а выхода разрядов подключены к цифровым входам цифроаналогового преобразователя, соединенного выходом с выходом функционального генератора, причем регистр сдвига подключен разрядными входами к первым выходам блока памяти функций, а выходом - к входу реверсивного счетчика, соединенного выходами разрядов с первыми входами блока сравнения кодов и через дешифратор с выходами триггера реверса, вЫхЬд которого подключен к входу управления реверсом кольцевого регистра, соединенного выходами с входами блока памяти, а синхронизирукяцим входом - с выходом блока сравнения кодов подключенного вторыми входами к вторым выходам блока памяти функций pj. Блок памяти функций в прототипе осуществляет хранение кодов углов наклона и ординат узловых точек генеркруемых функций. К недостаткам прототипа относятся ограниченный класс воспроизводимых функций, так как функциональный генератор не позволяет, в частности, воспроизводить сложные мнргоэкстремальные функции с неравными экстремумами,

и сложность перенастройки при воспроизведении ряда функций, что обусловлено необходимостью соответствующего изменения содержимого блока памяти функций.

Цель изобретения - расширение класса вocпpoизвoди ыx функций и упрощение перенастройки функционального генератора.

С этой целью в функциональный ге-. нератор, содержащий дешифратор, блок памяти функций, генератор тактовых им пульсов, подключенный выходом к синхронизирующему входу регистра сдвига, и реверсивный счетчик, вход управлени реверсом которого соединен с выходом триггера реверса, а выходы разрядов подключены к цифровым входам цифроаналогового преобразователя, соединенного выходом с выходом функционального генератора, дополнительно введены счетчик-, распределитель импульсов, инвертор, дифференцирующие цепочки, элементы ИЛИ и группы элементов И. При этом каждый i-и (1 i m, где m число выходов дешифратора) элемент И j-й (1 , где п - число выходов блока памяти фу«кций) группы соединен первым входом с i-м выходом дешифратора, а вторым входом - с J-M выходом блока памяти функций, а вькоды элементов И каждой группы связаны с входами соответствующих элементов ИЛИ, выходы которых подключены соответственно к управляющим входам распределител импульсов, входу триггера реверса, управляющему, входу инвертора и через дифференцирующие цепочки к входам раз рядов регистра сдвига, соединенного выходом с сигнальным входом распределителя импульсов и с информационным входом счетчика, подключенного выходами разрядов j входам дешифратора. Выходы распределителя импульсов подключены к входам разрядов реверсивного счетчика, а аналоговый вход циФроаналогового преобразователя соединен с выходом инвертора, подключенного сигнальным входом к шине опорного напряжения.

На чертеже представлена блок-схема функционального генератора.

Функциональный генератор содержит дешифратор 1, счетчик 2, группы 3 эле ментов И, элементы ИЛИ 4, распределитель .5 импульсов, триггер б реверса:, инвертор 7, дифференцирующие цепочки 8, регистр 9 сдвига, генератор 10 тактовых импульсов-, реверсивный счетчик

11,цифроаналоговый преобразователь 12 и блок 13 памяти функций.

Генератор 10 подключен выходом к синхронизирующему входу регистра 9 сдвига. Реверсивный счетчик 11 соединей входом управления реверсом с выходом триггера 6 реверса, а выходами разрядов - с цифровьми входами выходного цифроаналогового преобразователя

12 подключен к выходу инвертора 7, соединенного сигнальным входом с шиной опорного напряжения. Выход регистра .9 сдвига подключен к входу счетчика 2 и к сигнальному входу распределителя 5 импульсов, соединенного выходами с входами разрядов реверсивного счетчика 11. Выходы разрядов счетчика 2 подключены к входам дешифратора 1. Кажды i-й (1 i т, где m - число выходов дешифратора 1) элемент И i-й (1 где п - число выходов блока 13 памяти функций) группы 3 элементов И соединен первым входом с i-м выходом дешифратора, а вторым входом - с j-м выходом блока 13 памяти функций. Выходы всех элементов групп 3 элементов И соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ 4. .Выходы элементов ИЛИ 4 подключены соответственно к управляющим входам распределителя 5, входу триггера б реверса, управляющему входу инвертора 7 и через дифференцирующие цепочки 8 к входам разрядов регистра 9 сдвига.

Реализуемые генератором функциональные зависимости задаются соответствующим соединением выходов элементов И групп 3 с входами элементов ИЛИ 4. Настройка генератора на воспроизведение какой-либо функциональной зависимости осуществляется подачей отпирающего сигнала на одну из групп 3 элементов И с соответствующего выхода блока 13 памяти функций, пред-, назначенного для вызова тех или иных генерируемых функций (собственные параметры функций в этом блоке не хранятся) .

Генератор функций работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчик 2, триггер б реверса, регистр 9 сдвига и реверсивный счетчик 11 обнулены сигналом Сброс от блока 13 памяти (соответствующие цепи обнуления на блок-схеме не изображены) , При подаче с блока 13 памяти функций сигнала на включение соответствующей группы 3 элементов И производятся настройка устройства на реализацию требуемой функциональной зависимости и одновременно пуск его. С элементов ИЛИ 4, , входы которых подключены к возбужденной выходной шине дешифратора 1, поступают команды на распределитель 5 и через дифференцирующие цепочки 8 на регистр 9 сдвцга. Распределитель 5 подсоединяет выход регистра 9 сдвига к определенным |заэрядам реверсивного счетчика 11, а импульсом, выделенным дифференцирующей цепочкой 8, в соответствующий разряд регистра 9 сдвига, выполняющего функции управляемого делителя частоты, записывается логическая единица, которая начинает продвигаться на выход регистра по тактовым импульсам генератора 10, С выхода регистра 9 сдвига импульс поступает на счетчик 2 и через распределитель 5 на реверсивный счетчик 11. НОВОМУ состоя нию выходов счетчика 2 ставится в соответствие новое состояние выходов дешифратора 1. По командам с элементов ИЛИ 4 в соответствии с программой работы генератора производится перестройка распределителя 5 и записывает ся единица в соответствующий разряд регистра 9 сдвига. Цифроаналоговый преобразователь 12 преобразует выходной код реверсивного счетчика 11 в ступенчатое напряжение. Знак наклона напряжения изменяется подачей ксжанды на триггер 6 реверса с дешифратора 1 через соответствующий элемент ИЛИ 4. В случае генерирования разнополярного выгодного напряжения изменение поляр-ности производится подачей сигнала на управляющий вход инвертора 7, который изменяет полярность опорного напряжения на аналоговом входе преобразователя 12. Таким образом, устройство выполняет кусочно-ступенчатую аппроксимацию воспроизводимых функций, причем изменение шага дискретизации по времени осуществляется регистром 9 сдвига, а изменение шага квантования по уровнюраспределителем 5. Смена вида генерируемой функции выполняется при подаче отпирающего сигнала на другую группу 3 элементов И от блока 13. При воспро изведении сложных функций может включаться одновременно несколько групп 3 элементов И. Рассмотренный функциональный генератор по сравнению с прототипом позво ляет воспроизводить более широкий класс функций и более просто выполнять перенастройку на воспроизведение других функций. отрмупа изобретения Функциональный генератор, содержащий дешифратор, блок памяти функций, генератор тактовых импульсов, подключенный выходом к синхронизир)п яцему входу регистра сдвига, и реверсивный счетчик, вход управления реверсом которого соединен с выходом триггера реверса, а выходца разрядов подключены к цифровым входам цифроаналоговото преобразователя, соединенного выходом с выходом функционального генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций и упрощения перенастройки, в функциональный генератор дополнительно введены счетчик, распределитель импульсов, инвертор, дифференцирующие цепо.чки, элементы ИЛИ и группы элементов И, причем каждой j-й (14 t-S 4m, где m - число выходов дешифратора) элемент И j-й (, где п число выходов блока памяти функций) группы соединен первым входом с i-м выходом деишфратора, а вторым входом с j- м выходом блока памяти функций, а выходы элементов И каждой группы соединены с входами со6тветствую1цих элементов ИЛИ, выходы которых подключены соответственно к управляющим входам распределителя импульсов, sxoду триггера реверса, управляющему входу инвертора и через дифференцирующие цепочки к входам разрядов регистра сдвига, соединенного выходом с сиг.нальным входом распределителя импульсов и с информационным входом счетчика, подключеннрго выходами разрядов к входам дешифратора, причем выходы распределителя импульсов подключены к входам разрядов реверсивного счетчика, а аналоговый вход цифроаналогового преобразователя соединен с вы- ходом инвертора, подкл1рч€нного сигнальным входом к шине опорного напряжения. Источнтси информации, принятые во .внимание при экспертизе 1. Авторское- свидетельство СССР №389520, кл. G 06 6 7/26, 1971. ;2 Авторское свидетельство по заяве №2592311/18-24, ,к;п,С 06 J 3/00, 197.8, 3. Авторское свидетельство СССР 389519, кл. G Об G 7/26, 1971 (проотип) .