Генератор функций Советский патент 1981 года по МПК G06G7/26 

(54) ГЕНЕРАТОТ ФУНКЦИЙ Недостаток этого генератора заключается в его сложности, так как при формировании симметричных функций вре;менн (например, синусоидального типа, параболических функций и т.д.), он должен иметь отдельные задающие триггеры пороговые элементы и делители напряжения на каждый линейный участок восходящей я нисходяшей ветвей воспрои водимой функции. Цель изобретения - упрощение структуры генератора при воспроизведении симметричных функций времени. Поставленная цель достигается тем,что генератор функций, содержащий блок делителей напряжения, инвертор, элемент ИЛИ, вход которого яв пдется входом запуска генератора, операционный усилитель, выход которого является выход генератора, интегрирующий конденсатор, включенный между входом и выходом операционного усилителя, элемент компенсации входного тока, подключенный ко входу операционного усилителя, п задающих триггеров, выходы которых кроме выхода h -го задающего триггера соединены с соответствующими входами бло ка делителей напряжения, Л пороговых элементов, входы которых соединены с выходом операционного усилителя, первый и второй входы первого задающего триггера- соединены соответственно с выходом элемента ИЛИ и с инверсным выходом первого порогового элемента, дополнительно содержит (п-2) дополнительных элементов ИЛИ, п-2 элемен- тов НЕ, (п+1)-ый пороговый элемент, (п+1)-ый задающий триггер, переключа тель и входной резистор, включенный между выходом инвертора и входом операционного усилителя, выход блока делит лей напряжения соединен с подвижным, контактом переключателя, управляющий вход которого подключен к выходу ; Чп-И)-го задающего триггера, первый и второй неподвижные контакты, соответственно, к входу операционного усилителя и ко входу :ийвертора, первый и второй входы каждого i -го дополнительного элемента ИЛИ соединены соответственно , .с инверсным выходом -го порогового элемента и с прямым выходо (i И)-го порогового элемента, выход кй дого -го дополнительного элемента ИЛИ подключен к первому и через соответствующий элемент НЕ - ко второму входу (i+l)-ro задающего триггера, пря мой Выход первого порогового элемента соединен со вторым входом основного элемента ИЛИ, первый и второй входы п -го задающего триггера соединены соответственно с инверсным и прямым , вь1ходами (n-l)-ro порогового элемента, первый и второй входы (п+1)-го задаю-, щего триггера соединены с инверсным выходом п -го порогового элемента, и прямым выходом - (n+i )-го порогового элемента, выход п -го задающего триггера соединен с соответствующим входом блока делителей напряжения. На фиг. I представлена блок-схема генератора; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. Генератор функции содержит блок I делителей напряжения, инвертор 2, операционный усилитель 3, интегрирующий конденсатор 4, элемент 5 компенсации выходного тока, входной резистор 6, переключатель 7, элемент ИЛИ 8, п+1 пороговых элемента 9, , ..., , (п+1) задающих триггеров Ю, ..., Ю. , h -2 дополнительных элементов ИЛИ 11, ..., I ln-7. п -2 элемента НЕ 12| , Генератор работает следующим образом. В исходном состоянии на прямых выходах пороговых элементов 9 ,..., 9 появляются нулевые потенциалы, а на инверсных - положительные потенциалы, соответствующие логической единице. На вторых входах задающих триггеров Ю ,.,., Ю псЗявляются положительные потенциалы, на первых входах - нулевые, что соответствует нулевому состоянию задающих триггеров 10,..., т.е. такому, когда на их выходах нулевые потенциалы. На выходе операционного усилителя 3 также нулевой потенциал (фиг. 2а). При подаче запускающего импульса на вход элемента ИЛИ 8, последний выходным импульсом (фиг.26) опрокидывает задающий триггер I0;j, на выходе которого образуется прямоугольная ступенька положительного напряжения (фиг. 2в). Это напряжение, уменьщенное в блоке делителей напряжения t в .соответствии с требуемой крутизной формируемой функции, через переключатель 7 поступает на вход инвертора 2 и далее чгерез входной резистор 6 на вход операционного усилителя 3. На выходе генератора появляется положительное нарастающее во времени, напряжение, поступающее на входы пороговых элементов 9,..., 9 с регулируемыми порогами срабатывания. С помощью пороговых элементов 9 устанавливается размах линейных участков воспроизводимой кривой. При достижении напряжения на выходе операционного усилителя 3 уровня порога срабатывания первого порогового элемента 9/1 (точка Б, фиг. 2а) на его инверсном . : . выходе вырабатывается импульс отрицательного перепада (фиг.2г который возвращает триггер Ю в исходное состояние и через элемент ИЛИ 1 и элемент НЕ 12 опрокидывает триггер lOij (фиг.2д). На этом заканчивается формирование первого линейного участ ка А Б воспроизводимой кривой (график фиг. 2а) и начинается формирование второго участка кривой БВ. При достижении выходным напряжением операционног усилителя 3 порога срабатывания второг порргового элемента 9 последний срабатывает, возвращая положительным пере падом импульса на прямом выходе (фиг.2е) через элемент ИЛИ 11 и элемент НЕ 12 триггер Ю в исходное состояние (фиг.2д), и отрицательным перепадом на инверсном выходе через эле- мен.т ИЛИ Ипи элемент НЕ 12о опрокидывает триггер lOj (фиг. 2ж). Восходящие участки ВГ и ГД (фиг.2а) фор.мируются аналогично при срабатыва иш ; порогового элемента 9. (фиг.2з) и триггера lOj (фиг.2и). При достижении выходным напряжением операционного усилителя порога срабатывания п-го порогового элемента Щ (для упрощения примем ) последни срабатывает (фиг. 2к) и отридательньпу перепадом импульса опрокидывает триггер , управляющий переключателем 7. При этом выход блока делителей напряжения I подключается к входу операционного усилителя 3, на выходе которого формируется спадающее напряже ние, крутизна, которого равна крутизне последнего восходящего участка ГД (фиг. 2а) воспроизводимой кривоJi так как определяется напряжением, поступаю щим с выхода триггера lOq через соответствующий делитель напряжения блока При достижении выходным напряжением операционного усвпителя 3 порога срабатывания элемента 9п-, (точка .2а) последний возвращается в исходное состояние (фиг. 2з), возвращая при этом отрицательным перепадом импульса триггер lOj., (фиг. 2И) в исходное состояни 536 и опрокидывая этим же импульсом через элементы ИЛИ . элемент НЕ 12,.,, триггер lOrt- . При этом начинается формирование второго спадающего участка ГВ воспроизводимой кривой. Участки ВБ и БА формируются аналогичным образом. При достижении выходным напряжением операционного усилителя 3 порога срабатывания -порогового элемента 1фиг.2л), , последний срабатывает и опрокидывает триггер Ю (фиг. 2м), который устанавливает переключатель 7 в положение, соответствующее подключению выхода блока I к входу инвертора 2, благодаря чему на выходе генератора начинает формироваться нарастающее напряжение. Далее цикл генерации воспроизводимой функции времени повторяется. Использование предлагаемого генератора при воспроизведении симметричных функций позволяет уменьшить количество настраиваемых элементов в генераторе по сравнению е известным в два раза, что делает предлагаемый генератор более простым по структу ре. Формула изобретения Генератор функций, содержащий блок елителей напряжения, инвертор, элемент ИЛИ, первый вход которого является входом запуска генератора, операционный усилитель, выход которого является выходом генератора, интегрирующий конденсатор, включенный между входом и выходом операционного усилителя, элемент компенсации входного тока, подключенный ко входу операционного усилителя, п задающих триггеров, выходы которых, кроме - выхода п -го задающего триггера, соединены с соответствующими входами блока делителей напряжения, п пороговых элементов, входы которых соединены с выходом операционного усилителя, первый и второй входы первого задающего триггера соединены соответственно с выходом элемента ИЛИ и с инверсным выходом первого порогового элемента, отличаю щ. ийся тем, что, с целью упрощения структуры при воспроизведении симметричных функций времени . он содержит h -2 дополнительв ых элементов ИЛИ, п -2 элементов НЕ, (п + 1)-й пороговый элемент, (п+1)41 задающий триггер, переключатель и вход.ной резистор, включенный между выходом инвертора и входом операционного

усипитепя, выход блока делителей напряжения соединен с подвижным контактом переключателя, управляющий вход которого подключен к выходу (о-И) задающего триггера, а первый и второй неподвижные контакты, соответственно, к входу операционного усилителя и ко входу инвертора, первый и второй входы каждого л -го дополнительного элемента ИЛИ соединены соответственно с инверсным выходом 4 - порогового элемента и с прямым I выходом () f порогового элемента, выход каждого t-го дополнительного элемента ИЛИ подключен к первому и соответствующий элемент НЕ ко второму входу {И-1)-го задающего триггера, прямой выход первого порогового элемента соединен со вторвпи входом

.основного элемента ЙЛИ первый и второй

днешний пуск

входы п, -Го задающего триггера соединены соответственно с инверсным и прямьп выходами { П -1)-гр порогового элемента, первый и второй входы (п +1)-гозадающего триггера соединены с инверсным выходом П -го порогового элемента и прямым выходом (п+1)-го nopoixjBoro элемента, выход П -го задающего триггера соединен с соответствующим входом блока дели1Сёлей напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 651376, кл. (дОб К 15/20, 1979.

2.Патент США № 362277О, кл. 23197, опублик. 1971.

3.Авторское свидетельство СССР № 570О69, кл.д-Об q 7/26, 1977.