Функциональный генератор Советский патент 1982 года по МПК G06G7/26 

Несмотря на илсокуго точность и простоту устройство не обеспечивает получение арксинусной зависимости. Цель изобретения - расширение класса воспроизводимых функций. Поставленная цель достигается те что в функциональный генератор, содержащий операционньгй усилитель, . нуль-орган, выход которого подключен к управляющему входу двухпозиционного переключателя, первый и .второй информационные входы которого соединены соответственно с источ никами положительного и отрицательного опорного напряжения, а вход нуль-органа соединен с выходом oneрационного усилителя, являгощимся вы ходом генератора, неинвертирующий .вход операционного усилитепя Подклю чен к шине нулевого потенциала, и масштабный резистор обратной связи, включенный между выходом и входом операционного усилителя, введены ин вертор и параллельно соединенные дифференцирующие КС-цепи, состоящие из последовательно соединенных масштабного резистора и зарядного конденсато15а, причем вход инвертора и другие выводы масштабных резисторов дифференцирующих RC-цепей подключен к выходу двухпозицион рго переключателя, а выход инвертора и другие обкладки зарядных конденсаторов диф ференцируюгцих RC-цепей подключены к инвертирующему входу операционного усилителя. Сущность изобретения заключается в аппроксимации арксинусной зависимости тремя экспоненциальными функциями времени . Иа фиг.1 представлена блок-схема функционального генератора; на фиг. временные диаграмглд, поясняющие его работу. Функциональный генератор содержи операционный усилитель 1, нульорган 2, источники положительного и отрицательного опорного напряжения 3 и 4, двухпозиционный переключатель 5, масштабный резистор б обратной связи, инвертор 7, три после довательные НС-цепи, состоящие из масштабных резисторов 8 и зарядных конденсаторов 9. Генератор работает следующим образом. Предположим, что в момент времени tp двухпозиционннй переключатель 5 замыкается на источник положитель ного опорного напряжения. Положител ный импульс опорного напряжения от источника 3 (фиг.2 а) через двухпозиционный переключатель 5 и параллельно соединенные инвертор 7 и три дифференцирующие НС-цепи . поступает на операционный усилитель 1,на выходе которого образуется импульс заданной форксл, начало которого совпадает со временем tg замы- , кания (перепадом входного напряжения двухпозиционного переключателя 5 (фиг.2 б). A IПЛитyдa выходного импульса устанавливается делителями напряжения на входе- дифференцирующих НС-цепей, а форма импульса подбором посто.янных времени НС-цепей. Выходной импульс с операционного усилителя 1 поступает на вход нуль-органа 2, состоящего из резистора и операционного усилителя. Когда напряжение на входе нуль-органа 2 достигает порога срабатывания,.нульорган переключает переключатель 5 и тем самым изменяет полярность опорного напряжения на выходе переключателя. При этом на выходе операционного усилителя 1 в момент t фортмируется импульс обратной полярности, который поступает на вход нуль-органа 2,который срабатывает и переключает переключатель на псютивоположную полярнбсть напряжения источника. Процесс генерации импульсов повторяется. Инвертор 7, включенный параллельно НС-цепям,предназначен для установки нулевого напряжения смещения выходных импульсов с операционного усилителя 1. Форма клходных импульсов представляет собой аппроксимированную тремя показательными функциями, со-. ответствующимн,.ЛЕрцессам в НС-цепях, зависимость у arcsinx.Вследствиеf. инвариантности к сдвигу вдоль ОСИ времени ШИМ-сигнала, соответствующего одному из перемножаемых сигналов в генераторе для положительных значений сигнала х, используе тся функция у . arcsin(l-x), что существенно повышает точность аппроксимации, так как интервал аппроксимации уменьшается вдвое. Общее уравнение трех аппроксимирующих функций .на интервале аппроксимации с учетом нормировки (х 2f teO-l, yef - 0) будет у А, -ЬА.з. + + Ау ) +А. Аппроксимированное с помощью ЦВМ уравнение функции у arcsin(l-x) по критерию минимума среднеквадратичной ошибки имеет следующие коэффициенты: Ai 7,746; Aji 0,3220; А. 0,1690; А4 -6,667; Kv 0,150; К; 7,300; К5 78,73. Точность аппроксимации составляет 0,3%. Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в получении арксииусной функции времени с точностью 0,3% аналоговой схемой, имеющей небольшое число элементов, что позволяет существенно уменьшить

массу и габариты и увеличить надежность ююжительных устройств.

Формула изобретения

Функциональный генератор, - содержащий операционн :1й усилитель, нуль- орган, выход которого подключен к управляющему входу двухпозиционного переключателя, пергалй и второй информационные входы которого соединены соответственно с источниками положительного и отрицательного опорного напряжения, а вход нуль-органа соединен с выходом операционного усилителя, являющимся выходом генератора, неинвертирующий вход опр- ;рационного усилителя подключен к шине нулевого потенциала, а масштабный резистор обратной связи, включенный между вкисодом и входом операционного усилителя, от л и чающийся тем, что, с целью

расширения класса воспроиз водимы; функций, в него введены ннвертор и параллельно соединенные дифференцирующие RC-цепи, состоящие из последовательно соединенных масштабного резистора и зарядного конденсатора, причем вход инвертора и другие выводы масштабных резисторов дифференцирующих КС-цепей подключены к выходу двухпозиционного переключателя, а выход инвертора и другие обкладки зарядных конденсаторов диф- ференцирующих RC-цепей подключены к инвертирующему входу операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 463227, кл. Н 03 К 3/35, 1973. 2. Попов B.C. Измерительные преобразователи параметров электрических цепей в.частоту. М., Энергия;, 1977, с. 115-117 (прототип).