Функциональный генератор Советский патент 1982 года по МПК G06G7/26 

(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР

I

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к гибридным генераторам функций, представленных в аналоговой форме.

Известен функциональный генератор, содержащий генератор импульсов, счетчик, дешифраторы, триггер, блок памяти, вдфроаналоговые преобразователи кодов узловых значений ординат и выходной цифроаналоговый преобразователь ij .

Известен также функциональный генератор, содержащийгенератор импульсов, счетчик, дешифратор, блок формирования пилообразных напряжений, блок коммутации, группу источников опорных напряжений и выходной сумматор .

Общим недостатком известных функциональных генераторов является пониженная инструментальная точность воспроизведения функций.

Наиболее близким к предлагаемому является функшю1 альный генератор, содержащий декодируюилую резисторную матрицу типа R -2R и формирователь

импульсов, тактовый выход которого соединен со счетным входом счетчика, подключенного выходами к входам блока памяти узловых значений ординат, первая и вторая группа выходов которого соединены совместно с управляющими входами первой и второй групп ключей, подключенных выходами соответственно к входам разрядов первой и второй декодирующих резне торных матриц типа R -2R

10 соединенных выходами с входами выходного суммирующего усилителя, причем сигнальные входы ключей первой и второй групп подключены соответственно к выходам первого и второго противофаз15ных пилообразных напряжений формирователя импульсов з ,

Недостатком известного генератора является пониженная инструментальная

20 :точность воспроизведения функций.

Цель изобретения - повышение инструментальной точности воспроизведения функций.

39325074

Поставленная цель достигается тем, дами разрядов коммутатора 8. Коммутачто в функциональный генератор, содер-тор 8 подключен сигнальными входами к жащий декодирующую резнетроную матрицу типа R - 2R и формирователь импул сов, тактовый выход которого соединен со -счетным входом счетчика, подключенного выходами к входам блока памяти узловых значений ординат, дополнительно введены коммутатор и блок поразрядного сравнения кодов, соединенный первой и второй группами разрядных входов с выходами блока памяти узловых значений ординат, а выходами разрядов - с управляющими входами разрядов коммутатора, подключенного сигнальными входами к шинам первого и второго опорных напряжений и к выходам противофазных пилообразных напряжений формирователя импульсов, а выходами - к входам разрядов декоди рующей резисторной матриш 1 типа R -2R , выход которой является выходом функционального генератора. Кроме этого, блок поразрядного срав14ения кодов содержит в каждом i -м разряде ( И ., где fi - количество разрядов сравниваемого кода) по два элемента НЕ и по четыре элемента И, причем первый элемент И подключен первым входом к выходу первого элемента НЕ и к первому входу второго элемента И, а вторыми входами - к выходу второго элемента НЕ и к первому входу треть го элемента И, соединенного вторым вхо с i -ым разрядным входом первой группы входов блока поразрядного сравнения кoдoвJ входом первого элемента НЕ и с первым входом четвертого элемента И, подключенного вторым входом, к 4 -му разрядному входу второй группы входов блока поразрядного сравнения кодов, входу второго элемента НЕ и к второму входу второго элемента И, а выходы элементов И являются выходами i -го разряда блока поразрядного сравнения кодов. На фиг, 1 показана блок-схема функционального генератора ; на фиг. 2 - функ циональная схема 4 -го разряда блока поразрядного сравнения кодов. Функциональный генератор содержит (фиг. 1) формирователь 1 импульсов, тактовый выход 2 которого соединен со счетным входом счетчика 3, подключенно fo выходами к входам блока 4 памяти узловых значений ординат. Блок 5 поразрядного сравнения кодов соединен первой и второй группами 6 и 7 разрядных входов с выходами блока 4 памяти, а вы- ходами разрядов - с управляющими вхошинам 9 и 10 первого и второго опорных напряжений и к выходам 11 и 12 противофазных пилообразных напряжений формирователя 1, а выходами - к входам разрядов декодирующей резисторной матрицы 13 типа R - 2, выход которой является выходом 14 функционального генератора. Блок 5 поразрядного сравнения кодов содержит (фиг. 2) в каждом i -ом разряде (1 П , где П - количество разрядов сравниваемого кода) по два элемента НЕ 15 и 16 и по четыре элемента 17-20. Первый элемент И 17 подключен первым входом к выходу первого элемента НЕ 15 и к первому входу второго элемента И 18, а вторым входом - к выходу второго элемента НЕ 16 и к первому входу третьего элемента И 19. Второй вход элементам 19 соединен с i -ым разрядным входом первой группы 6 входов блока 5, входом элемента НЕ 15 и с первым входом четвертого элемента И 2О. Элемент И 20 подключен вторым входом к i -ому разрядному входу второй группы 7 входов блока 5, входу элементов НЕ 16 и к второму входу элемента И 18. Выходы элементов И 17 - 20 являются выходами -го разряда блока 5. Формирователь 1 может быть реализован, например, как генератор прямоугольных (тактовых импульсов и треугольных импульсов с инвертором и двумя, ключами, с помощью которых треугольные импульсы преобразуются в первое и второе противофазные пилообразные напряжения. Коммутатор 8 содержит Б каждом f -ом разряде по четыре ключа, сигнальные входы которых подключены к сигнальным входам коммутатора, управляющие входы - к управляющим входам -го разряда коммутатора 8, а выходы ключей (объединены и являются -м выходом коммутатора 8. Функциональный генератор работает следушим образом. Прямоугольные импульсы с тактового выхода 2 формирователя 1 последоватеЛьно изменяют код счетчика 3, который опрашивает блок 4 памяти. На выходы блока 4 памяти считываются коды смежных узловых значений ординат воспроизводимой функции. Так, после поступления с выхода 2 формирователя 1 j -импульсов на первую группу 6 разрядных входов блока 5 будет подан код N j -ой ординаты UtJAi) . где ut - период .

импупъсов формирователя, а н вторую группу 7 разрядных входов блока 5 будет подан кодМ j. {J-|)-ои ординаты rfj-O ЗФУИ ИИ - Блок 5 воспроизводит сравнение кодов Nj каждом5

разряде. При этом, если в -ф1Х раз|эядах кодов Ni и записаны единицы, то управляющий потенциал будет сформирован на выходе элемента И 2О -го разряда блсжа 5. Этот потенциал с помо- ю щью соответствующего ключа коммутатора 8 подключит к -ому разряду матрицы 13 положительное опорное напряжение с шины 9.

Если в i -ых разрядах кодов N и f s NI записаны нули, то управляющий потенциал будет сформирован на выходе элемента И 17 i -го разряда блока 5. Этот потенциал через коммутатор 8 подключает к { -ому разряду матрицы 13 20 отрицательное опорное напряжение U с шины 10, Если в -ом разряде кода HI записана единица, а в { -ом разряде кода Nj. записан ноль, тр управляющий потенциал будет сформирован на шл 25 ходе элемента И 19 -го разряда блока 5, а к-входу 4 -го разряда матрицы 13 будет подключено линейно возрастакьщее OTUQq KUQ( пилообразное напряже.ние с выхода 1О формирователя 1. 30 Если в { -ом разряде код N j - ноль, а в 1 -ом разряде кода N j - единица, то сработает элемент И 18 i -ого разрада блока 5 и к входу i -го разряда матрицы 13 будет подключена 35 уменьшакяцееся отЦд, к Uorr2 пилообразное напряжение с выхода 11 формирователя 1. При такой коммутации Ш|1 ходное напряжение матртЕЦы 13 за время &t линейно изменится от значения40

ДОоК.ДО значения uUoN , где iU величина приращения выходного напряжения П -разрядной матрицы 13:

Uo4Uonr OR2)/2. Таким образом, в предлагаемом уст- 45

ройстве формирование выходного напряжения в отличие от известного осуществляется с использованием только одной резйстрной матрицы, что позволяет соответствующим образом уменьшить погреш- jo ности, вносимые при преобразовании выходного сигнала в аналоговую форму, и осуществлять инструментальную точность кусочно-линейной аппроксимации воспроизводимых функций. Указанное обстоятел( ство определяет возможную технико-экономическую эффективность рассмотренного функционального генератора.

.Формула изобретения

. 1. Функциональный генератор, содержащий декодирующую рззясторную матрицу типа R -г. 2 R и формирователь импульсов, тактовый выход которого соединен со счетным входом счетчика, подключенного выходами к входам блока памяти узловых значений ординат, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с це;лью повьппения точности воспроизведения функций, в него дополнителыяо введены коммутатор и блок поразрядного сравнения кодов, соединенный первой и второй группами разр5здных входов с выходами .блока памяти узловых значений ординат, а выходами разр5щов - с управлякицями входами разрядов коммутатора, подкшбченного сигнальными входами к шинам первого и второго опорных напряжений и к выходам противофазных пилообразных напряжений формироЕ ателя импульсов, а выходами - к входам разPSUIOB декодирующей резис торной матрицы типа R - 2R, выход которой является выходом функционального генераторе.

.2. Генератор по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что блок поразрядного сравнениякодов содержит в каждом i -м разряде (11& ( 4 И , где П - количество разрядов сравниваемся о кода) по два элемента НЕ и по четыре элемента .И, причем первый элемент И подключен первым входом к выходу первого элемента НЕ и к первому входу элемента И, а вторыми входами - к выходу второго элемента НЕ и к первому входу третьего элемента И, соединенного вторым входом с ( -м разр5шным входом первой группы входов блоха поразрядного сравнения кодов, входом первого элемента НЕ и с первым входом четвертого элемента И, подключенного вторым входом к -му разрядному входу второй группы входов блока поразрядного сравнения колов, входу второго элемента НЕ н к второму входу второго элемента И, а выходы элементе И являются входами j -го разряда блока поразрядного сравнения кодов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Фиг.1