Генератор функций Советский патент 1981 года по МПК G06G7/26 

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике. Известен генератор функций, содержащий интегрирующие усилители, элементы ИЛИ и И-НЕ, распр еделитель импульсов, генератор импульсов и тфеобразователь кодов . Известен также генератор функций, со держащий схемы сравнения, задающие положение точек излома, входные резисторы и выходной интегрирующий усилитель, осу ществляющий кусочно-линейную аппроксимацию функций времени ., Недостаток генераторов - конструктввная сложность. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является генератор функций, содержащий блок делителей напряжения, инвертор, элемент ИЛИ, первьй вход которого является входом запуска генератора, операционный усилитель, выход которого является выходом генератора, интегрирующий коидепсатср, гвключенный между входом и выходом операционного усилителя, элемент компенсации входного, тока, подключенньхй ко входу операционного усилителя, (1 задающих триггеров, вькоды которых, кроме выхода п -го задающего триггера, соединены с соответствующими входами блока делителей напряжения, п пороговых элементов, входы которых соединены с выходом операционного усилителя, а вькоды - с входами установки нулевого состояния соответствующих задающих триггеров, выход п -го задающего триггера соединен со входом блока делителей напряжения через инвертор, инверсный выход каждого задающего триггера, кроме п -го, соединен со счетным входом следующего по номеру задающего триггера, инверсный выход п -го задающего триггера соединен со вторым входомэлемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу первого задающего триггера, выход блока делителей напряжения соединен со входом операционного усилителя 1з. Недостаток такого генератора заключается в отсутствии возможности формирования горизонтальных отрезков воспроизводимой функции времени, что сужает его функциональные возможности. Цель изобретения - расширение класса воспроизводимых функций за счет воспроизведения функций времени с горизонтальными участками. Поставленная цель достигается тем, что генератор функций, содержащий блок делителей напряжения, инвертор, элемент ИЛИ, первый вход которого является входом запуска генератора, операционный усилитель, выход которого является выходом генератора, интегрирующий кснденса тор, 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, сое- динены с соответствующими входами блока делителей напряжения, п пороговых элементов, входы которых соединены с выходом операционного усилителя, а выходы - с входами установки нулевого состояния соответствующих задающих триггеров, дополнительно содержит h одновибраторов и входной резистор, включенный между выходом инвертора и входом операционного усилителя, вькод каждого одновибратора соединен со счетным входом соответствующего задающего триггера. вход каждого -i. -го одновибратсра, кроме первого, соединен с выходом ((.1)-.го порогового элемента, вход первого одновибратора подключен к выходу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом п -го порогового элемента, пер вый выход блока делителей напряжения подключен ко входу инвертора, а второй выход - ко входу операционного упилителя выход п -го задающего триггера соединен с соответствующим входом блока дели телей нагфяжения. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого генератора функций; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняю ,. щие его работу. тие его naboTV.: Генератф функций содержит блок 1 де „„о гт«г,отги лигелей напряжения, инвертор 2, операционньй усилитель 3, интегрирующий конден сатор 4, элемент 5 компенсации входного „д-„..ыпм тока, входной резистор 6, элемент HJln о П Пороговых элементов о....,0|, п задающих триггеров Э, , одновибраторов 10 ,...,10. 84 44 Генератор функций рабогаег следующим образом, В исходном состоянии на выходах задающих триггеров нулевые потенциалы. На входе усилителя 3 входной ток отсутствует, интегрирующий конденсатор 4 . разряжен и на выходе генератора (фиг.2а) нулевой потенциал. При подаче запускающего импульса на первый вход элемента ИЛИ 7 (фиг, 26) импульсом с его выхода запускается одновибратор Юу (фиг. 2 в) с регулируемой длительностью выходного импульса, определяющего величину начального горизонтального участка воспроизводимой ломаной кривой Отрицательным перепадом импульса с выхода одновибратора lO-i рпрокидьшается задающий триггер 9-) (фиг. 2г), на выходе которого образуется прямоугольная ступенька напряжения положительной полярности, Это напряжение через блок делителей напряжения 1 поступает на вход инвертера 2 и далее через входной- резистор 6 на вход усилителя 3. На выходе усилителя 3 появляется нарастающее положительное напряжение, которое поступает на входы пороговых элементов 8,...,8( с регулируемы. ми порогами срабатывания. С помощью пороговых элементов 8 ,..,,8, устанавливаегся размах линейных участков воспроизводимой кривой. При достижении выход-. ным напряжением генератора порога срабатьшания первсго порогового элемента 8 на его выходе (фиг. 2д) вырабаты-г вается импульс отрицательного перепада, который возвращает триггер 9 в исходное состояние и запускает одновибратор lOj,, на выходе которого (фиг. 2е) появляется импульс положительной полярн ости. На время длительности этого импульса на входе усилителя 3 отсутствует входной ток, следовательно, на его выходе остается напряжение, равное порогу срабатывания предыдущего порогового элемента Q-/ При этом формируется горизонтальный .участок ВГ воспроизводимой кривой (фиг. 2а), длительность которого регулиРУ Длительнпсгью импульса одновибРитора 10. По окончании действия импульса одновибратсра Юл его задним ,г , фронтом опрокидьгоаег второй задающий триггер 9п , на выходе котсрого фсрмируг г 2. « прямоугольна ступенька положитель ° напряжения (фиг. 2а). Угол его наклона определяется соответствующим ко. . эффициентом блока 1 делителей напряжения. Поскольку пороги срабатьюания пороговых элементов , 8 (для упрощения примем И 4), участвующих в формировании спадающих участков воспроизводимой кривой, меньше, чем, например, порог срабатьшания порогового элемента 82., формирующего последний возрастающий участок, то очевидно, чго пороговые элементы 8n-i , 8р , срабатьшают раньше, чем пороговый элемент 8 , Однако это не Повлияет на работу генератора, если для угфавления задающими триггерами Ц, 9п- использовать инверсные выходы пороговых элементов 8., 8,, , Поло жительные перепады напряжения, возникающие на их выходах, при достижении выходным напряжением генератора из поро oв срабатывания не вызьшают опрокидывания задающих триггеров 9, 9. , При достижении выходным напряжением генератора порога срабатьшания пороговог элемента 8,2 последний срабатывает (фиг. 2з) и возвращает в исходное положение задающий триггер Эд. Кроме того, этот же импульс запускает одновибратс э 10,- {фиг. 2и). При этом формируется горизонтальный участок ДЕ воспроизводи|Мой кривой (фиг. 2а), длительность кото рого Jp8Гyлиpyeтcя длительностью импули са на выходе одновибратора Юр. По окончании действия импульса- одновибратора lOf. последний возвращается в исходное состояние, опрокидывая отрицатель ным перепадом импульса задающий триггер 9ц-1 , на выходе которого( фиг.2к) формируется прямоугольная ступенька напряжения, которое поступает через блок делителей напряжения на вход усилител 3, на выходе ко1;орого Начинает формироваться спадающее напряжение/ (отрезок ЕЖ воспроизводимой кривой). При достижении выходным напряжением генератора порога срабатьшания пс огового элемента 8. (фиг. 2л) последний возвращается в исходное состояние, опрокидьюая при этом отрицательным перепадом импульса задающий триггер и запуская одновибратор 1Оп (фиг. 2м). . Отрезки ЖЭ и ЗК (фиг. 2а) воспровзводимсй кривой формируются аналогично отрезкам ДЕ и ЕЖ. При достижении выходным напряжением генератора порога срабатьшания порогового элеилента 8. (фиг. 2м) последний, возвращаясь в исходное, состояние, опрокидьюает триггер 9j (фиг, 2О) и чфез элемент ИЛИ 7 за пускает одновибрагор 1О;(, после чего пр цесс генерации функции повторяется. Таким образом, введение одновибра- торов в генератор обеспечивает возможность формирования горизонтальных участков функции времени после каждого наклоннсго участка, что позволяет расщи- рить его функциональные возможности по сравнению с известным. Формула изобретения Генератор функций, содержащий блок делителей напряжения, инвертор, элемент ИЛИ, первый вход которого является входом запуска генератора, операцисжный усилитель, выход которого является выходом генератора, интегрирующий конденсатор, включенный между входом и выходом операционного усилителя, элемент компенсации вхоаного тока, подключенный ко входу операционного усилителя, п задающий триггеров, выходы которых, кроме выхода г -го задающего триггера, соеД{гаены с соответсгвующими входами блока делителей напряжения, п пороговых элементов входы которых соединены с выходом операционного усилителя, а выходы - с входами установки нулевого состояния соог- ветствующих задающих триггеров, отличающийся тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций за счет воспроизведения функций времени с горизонтальными участками, он содержит ri одновибраторов и входной ре-зистор, включенный между выходом инвертора и входом операционного усилителя, вЬ1Ход каждого одновибратсра соединен со счетньсм входом соответствующего задающего триггера, вход каждого -го одновцбратора, кроме первсго, соединен с выходом (i -1)-го порогового элемента, вход первого одновибратора подключен к выходу элемента ИЛИ, второй вход которого оединен с выходом П -го порогового элемента, первый выход блока делителей напряжения подключен ко входу , а второй выход - ко входу операционного усилителя, выход п -го задающего триггера соединен с соответствующим входом блока делителей напряжения. Источники инфсфмации, тфинятые во вниманввл -тфи экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N9 651376, кл.СгОб К 15/2О, 1979. 2.Патент США № 362277О, кл. 235-197, 1971. 3.Авторское свидетельство СССР NO 570066, кл/Сг06 G 7/26, 1977 (прототип).

Sfffw/f / yanycH

Фиг. 2