Цифровой функциональный генератор Советский патент 1981 года по МПК G06F7/544 

(54 ) ЦИФРОВОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР

Предложение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам для воспроизведения параболических функт;ий методом кусочно-линейной аппроксимации, и может найти применение вспециализированных вычи литeляx контрольно-измерительных у тройств, в цифровых и цифро-аналогов генераторах сигналов напряжения специальной , в аппаратуре контро ля средств связи и т.д. Известен формирователь колоколообразных импульсов, содержащий генератор синусоидального напряжения, диодный аппроксиматор, подключенный к выходу генератора синусоидального напряжения и к одному из входов дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с выходом диодного апроксимматора, амплитудный :к6мпаратор, транзистор и диодный мостовой ог1раничитель 1 . Однако диодный формирователь имеет недостаточную точность и ограни ченные функцнональные возможности вследствие табличного способа за дания аппроксимируемой функции. Наиболее близким к предложенному является устройство для воспроизведения кусочно-линейной функции вида , содержащее счетчик участков, подключенный к выходу делителя час тоты участков и делитель частоты аргумента, соединенный с входом устройства, а соответствующими разрядными выходами - с первыми входами группы элементов И, выходы которых соединеч ны с входами элемента ИЛИ двоичного умножителя и линии задержки, выход старшего разряда делителя частоты аргумента подключен непосредственно на вход элемента ИЛИ 2. Недостатками этого устройства яв.ляйГтся ограниченные функциональные возможности, а именно невозможность воспроизведения импульсов специальной , что ограничивает класс решаемых задач и область применения. Цель изобретения - расширение функ циональных возможностей за счет воспроизведения кусочно-параболически функций с варьируемыми знаками параметров и смел ением отрезков парабол по фазе и амплитуде. Поставленная цель достигается тем, что в цифровой функциональный генератор, содержащий генератор импульсов, ключ, делитель частоты, счетчик аргумента, делитель аргумента, группу элементов И, элемент ИЛИ, элемент задержки, делитель длины участка, счетчик участков и счетчик функцииJ причем выход генератора импульсов соединен со входом ключа, вход пуска которого связан входом устройства, выход ключа через делитель частоты и счетчик аргумента подк;лючс-н ко входу остановки кдюуа, которого соединен со входом: делителя аргумента, выходы которогр соединены с первь1ми входами элементов И группы, вторые входы элементов И которой подключены к прямым выхо дам счетчика участков, вход которого через делитель длины участка и элемен задержки соединен с; выходом ключа, вы ходы элементов И группы и выход старше го разряда делителя аргумента-подключен к входам элемента ИЩ, выход которого соединен с ходом счетчика функ ции, прямьге выходы которого являютсг выходами устройства, дополнительно введеШ) два элемента 2И-ИЛИ, формирог ватель импульсов, элемент И, пять триггеров, а счетчики участков и функ ции выполнены реверсивными, причем вы ход делителя длины участка соединен i с синхронизирующим входом первого триггера и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента 2И-ИЛИ и входом формирователя импульсов, выход ко торого подключен к входу первого триг гера, инверсный выход которого соеди- ней с первым и вторым входами первого триггера, прямой выход которого соеди нен с управляющими входами счетчика участков, выход элемента И соединен со входом второго триггера и входом третьего триггера, выход которого соединен со входом четвертого триггера, прямой и инверсный выход которого соединены соответственно с входами .. управления суммированием и вычитанием счетчика функции, прямые и инверсные выхоли которого и прямой и инверсный выходы четпертсго триггера соединены со входами второго элемента 2И-И11И, выход; которых соединен со входом пятого триггера, выход которого явяется выходом знака функции прямой и инверсный выходы второго триггера соединены соответственно со входами управления суммированием и вычитанием счетчика участков, прямые и инверсные выходы которого соединены со входами первого элемента 2И-ИЛИ, На чертеже представлена блок-схема устройства. Цифровой функциональный генератор содержит .генератор импульса 1, ключ 2, делитель 3 частоты, счетчик 4 аргумента, делитель 5 аргумента, .труппу 6 элементов И, элемент 7 ИЛИ, элемент 8 задержки, делитель 9 длины участка, триггер 10,реверсивный счетчик 11 участков, элемент 12 2И-ШШ, реверсивный счетчик 13 функции, формирователь 14 импульсов, элемент 15И, триггеры 16-18, элемент J9 2И-ИЛИ,, триггер 20, Устройство .работает следующим образом. Исходное состояние триггеров 1618 - нулевое. С приходом команды Пуск ключ 2 открывается и частота генератора 1 поступает на вход делителя 3 и далее вход счетчик.а 4 ap-i гумента, выход которого подключен к входу останова ключа. Одновременно частота генератора 1 поступает на вход делителя.5 аргумента, и через элемент 8 задержки на вход делителя 9 длины участка и далее на вход реверсивного счетчика 11 участков, на счетный вход триггера 10 и на первый вход элемента И 15. Триггер 10, -ус-танавливаясь в единичное состояние,, по прямому выходу открывает реверсивный счетчик 11 участков, а по икверсному выходу блокирует.ся. С инверсных выходов делителя 5 аргумента, частота подается на первые входы группы 6 элементов И, которые открываются еди- нинным потенциалом с прямых выходов счетчика 11 участков. Так как счетчик J участков находится в сброшенном состоянии, группа элементов И закрыта и частота на вход элемента ИЛИ 7 поступает с выхода старшего разряда триггера делителя 5 аргумента. Далее частота с выхода элемента ИЛИ 7 пода-ется на вход счетчика 13 функции. Отработав нулевой участок аппроксимаг ции, отрицательный импульс с вьгхода делителя длины участка записывает в счетчик II учясткон единицу. Открывается следующий элемент И группы 6 и частота, соответствующая первому участку аппроксимации, с выхода элемента ИЛИ 7 поступает в счетчик 3 функции, Отработав первый участок аппроксимации, с выхода делителя 9 длины участка отрицательный импульс записывает в счетчик 11 участиов ещё единицу, НТО соответствует второму ; участку аппроксимации. Открывается следующий элемент И группы 6, и частота, -соответствующая второму участку аппроксимации, с выхода элемента ШШ поступает в счетчик 13 функции и т.д. После отработки К участков аппроксимации на выходе первого элемента 2И-ИЛИ 12 формируется импульс, который через формирователь 14 устанавли:вает триггер 10 в нулевое состояние ,и на выходе элемента и 15 формирует ,отрицательный перепад, который устанавливает триггер 16 в единичное состояние, что соответствует режиму вычитания в счетчике I1 участков, триггер 17 также устанавливается в единич ное состояние, подготавливая срабатыв ние триггера 18, что соответствует ре жиму вычитания в реверсивном счетчике 13 функции и т.д. При заполнении счетчика 4 аргумента на его выходе формируется команда останова, которая закрывает ключ 2. Состояние триггера 20 соответствует знаку функции. Количество участков аппроксимации, определяемое емкостью счетчика 11 участков, емкостью делителя 5 аргумента и количеством элементов И 6, мо жет быть любое и выбирается из допустимой погрешности воспроизведения функции. Формула изобретения Цифровой функциональный генератор, содержащий генератор импульсов, ключ, делитель частоты, счетчик аргумента, делитель аргумента, группу элементов И, элемент ИЛИ, элемент задержки, делитель длины участка, счетчик участка и счетчик функции, причем выход генератора импульсов соединен со входом ключа, вход пуска которого является входом устройства, выход ключа через делитель частоты и счетчик аргумента подключен ко входу останова ключа, выход которого соединен со входом

делителя аргумента, выходы которого соединеныс первыми входами элеменG 7/20, 1975

487398, кл. G 06 (прототип , тон и группы, вторые Ьходы элементов И которой подключены-к прямым выходам счетчика участков, вход которого че рез делитель длины участка и элемент задержки соединен с выходом ключа, выходы элементов И группы и выход старшего разряда делителя аргумента подключены к входам элемента.ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика функции, прямые выходы которою являются выходами устройства., отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет воспроизведения кусочно-параболической функции с варьируе1Ф1Ми знаками параметров и смещением отрезков парабол по фазе и амплитуде, в него введены два элемента И2-ИЛИ, формирователь импульсов, элемент И пять триггеров, а счетчики участков и функции выполнены реверсивными, причем выход делителя длины участка соединен с синхронизирующим входом первого триггера и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом первог элементна 2И-ИЛИ и входом формирователя импульсов, выход которого подключен к установочному входу первого триггера, инверсный выход которого соединен с первым и вторым входами первого триггера, прямой выход которого соединен с управляющими входами счетчика участков, выход элемента И соединен со входом второго триггера и входом третьего триггера, выход которого соединен со входом четвертого триггера, прямой и инверсный выхода 1 которого соединены соответственно с входами управления суммированием и вычитанием счетчика функции, прямые и инверсные выходы которого и прямой и инверсный выходы четвертого триггера соединены со входами второго элемента 2И-ИЛИ, выход лсоторых соединен со входом пятого триггера, вы-. ход которого является выходом знака функции прямой и инверсный выходы второго триггера соединены соответственно со. входами управления суммированием- и вычитанием счетчика участков, прямые инверсные выходы которого соединены со входами первого элемента 2И-ШШ. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 611292, кл, Н 03 К 4/04, 19.78, 2. Авторское свидетельство СССР