Функциональный генератор Советский патент 1981 года по МПК G06G7/26 

(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, в частности, для фор1 ирования аналоговых управляющих сигналов в системах управления технологическими процессами.

Известен функциональный генератор содержащий генератор илтульсов, регистр сдвига, реверсивный счетчик, блок памяти, блок сравнения кодов, реверсивный распределитель, дешифратор, триггер, элемент И и преобразователь код-аналог 1 .

Недостаток генератора - пониженная надежность и ограниченный класс воспроизводимых функций.

Известен также функциональный генератор, содержащий генератор импульсов, блок управления и синхронизации, умножитель, управляемый усилитель частоты, счетчики, блок памяти реверсивный счетчик, блок сравнения кодов и преобразователь код-аналолог 2 .

Недостаток этого генератора - пониженная надежность и сложность конструктивной реализации.

Наиболее близким к предлагаемому является функциональный генератор.

содержащий генератор импульсов, счетчик, подключенный кодовым выходом к входу блока памяти, соединенного первым выходом с первым входом блока вычитания, подключенного выходом знака разности к знаковому входу реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом управляемого делителя частоты, а кодовый выход 0с вторым входом блока вычитания и с входом выходного преобразователя код-аналог, причем выход обнуления блока вычитания подключен к входу стробирования управляемого делителя

5 частоты, счетному входу счетчика и к первому входу элемента И, соединенного вторым входом с выходом генератору импульсов, а выходом - со. счетным входом управляемого делителя частоты, подключенного управляющим входом к выходу кода модуля разности блока вычитания э.

Недостаток - пониженная точность и ограниченный класс генерируемых

5 функций.

Цель изобретения - повышение точности и расширение класса генерируемых функций.

Поставленная цель достигается тем,

0 что в функциональный гегсратор, содержащий генератор импульсов, счетчик , подключенный кодовым выходом к входу блокапамяти, соединенного первым выходом.спервым входом блока вычитания, подключенного выходом знака разности к знаковому входу реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом управляемого делителя частоты, а кодовый выход - с вторым входом блока вычитания и с входом выходного преобразователя код-аналог, дополнительно введены дешифратор и умножитель, подключенный первым входом к выходу генератора импульсов и к счетному входу счетчика,, установочный вход -которого соединен со вторым выходом блока памяти, входом дешифратора и с управляющим входом управляемого делителя частоты, подключенного счетным входом к выходу умножителя, соединенног вторым входом с выходом кода модуля разности блока вычитания, причем установочный вход и вход управления установкой кода реверсивного счетчик подключены, соответственно, к первому выходу блока памяти и к выходу дешифратора.

На чертеже изображена блок-схема функционального генератора.

Функциональный генератор содержит блок 1 памяти, подключенный первым выходом к первому входу блока 2 вычитания и к установочному входу реверсивного счетчика 3. Второй выход блока 1 памяти соединен с управляющим входом управляемого делителя 4 частоты, входом дешифратора 5 и с установочным входом счетчика 6, который подключен кодовым выходом к входу блока 1 памяти, а счетным входом к выходу генератора.7 импульсов и к первому входу умножителя 8. Умножитель 8 соединен вторьом входом с выходом кода модуля разности блока 2 вычитания, а выходом - со счетным входом управляемого делителя 4 частоты, подключенного выходом к счетному входу реверсивного счетчика 3, который соединен знаковым входом с выходом знака разности блока 2 вычитания , входом управления установкой кода - с выходом дешифратора 5, а кодовым выходом - с входом выходного преобразователя 9 код-аналог и с вторым входом блока 2 вычитания.

Функциональный генератор реализует метод кусочно-линейной аппроксимации , причем устройство формирует на своем выходе линейно-изменяющиеся на каждом участке аппроксимации сигналы, скорость изменения которых прямо пропорциональна углам наклона отрезков прямых, заменякхцих соответствующие участки сшпроксимируемой кривой. В ячейках блока 1 хранятся двоичные коды значений амплитуд P и длительностей интервалов времени ti - ti- для последовательно расположенных точек аппроксимации генерируемой функции А (t). .

В начальный момент времени t работы устройства счетчик б на своем кодовом выходе формирует сигнал считывания информации из первой ячейки блока 1 памяти. По этому сигналу двоичный код амплитуды А с первого выхода блока 1 памяти подается на первый вход блока 2 вычитания, на второй вход которого в это время подают код амплитуды Ар равный нулю с кодового выхода реверсивного счетчика 3. Одновременно с этим двоичный код длительности интервала времени At со второго выхода блока 1 памяти подается на управляющий вход делителя 4 частоты, установочный вход счетчика 6 и на вход дешифратора 5. Блок 2 вычитания вычисляет модуль и знак разности, определяющий наклон отрезка прямой первого участка генерируемой кривой. Тактирующие импульсы с выхода генератора 7, частота следования которых может изменяться, поступают на первый вход умножителя 8, на выходе которого формируются импульсы, количество которых прямо пропорционально кодудА , поступающему на второй вход умножителя 8. Коэффициент деления делителя 4 на первом участке пропорционален t. Так как знак наклона на первом участке положителен, то число, двоичный код которого содержится -в реверсивном счетчике 3, возрастает на величину приращения амплитуды А A за время л t .

К моменту времени t на счетный вход счетчика 6 поступят импульсы от генератора 1, количество которых соответствует коду длительности интерСоответственно

0 вала времени д t

счетчик 6 сформирует на своем выходе сигнал считывания информации из второй ячейки блока 1 памяти. По этому сигналу на первом и втором выходах блока 1 памяти формируются коды значений А2 и &tj, поступающие на блок 2 вычитания и делитель 4, соответственно. Блок 2 вычитания вычисляет A-Aj |А,- А, I и 1нак наклона для второго участка генерируемой функдии. При поступлении импульсов от генератора 7 через умножитель 8 и делитель 4 на счетный вход счетчика 3, код которого возрастает на величину д Ajj за время д bji . Следовательно, значение выходного сигнала преобразователя 9 код-аналог в момент времени t( равно Afj. За счет изменения частоты генератора 7 можно в широких пределах изменять время реализации функции А(t).

В случае необходимости мгновенного изменения алтлитуды функции A(t) , например, в момент времени t, дешифратор 5 по коду bt-t, О, вьвдаваемому с третьей ячейки памяти блока