Функциональный генератор

Функциональный генератор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике , аналоговой и аналого-цифровой вычислительной технике и может быть использовано в радиоэлектронике и информационно-измерительной технике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет программного перехода от одной функциональной зависимости к другой. Цель достигается за счет выполнения блока 6 управления на двух преобразователях напряжение-ток 7 и 8, пяти переключателях 9-13, трех суммирующих масштабных усилителях 14-16, трех ключах 17-19, цифровом коммутаторе 20, двух декодирующих резисторных матрицах 21 и 22, инверторе 24 и реверсивном счетчике 25. Блок 28 зада-- ния вида функции в соответствии с воспроизводимой функциональной -зависимостью осуществляет коммутацию ключей и переключателей блока 6 управления . 3 ил. б (/) , Н

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ÄÄSUÄÄ 129877 (51)4 G 06 G 7 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3856495/24 — 24 (22) 13.02.85 (46) 23.03.87. Бюл. 11- 11 (72) А.Ç.Булгаков, В.Д.Циделко, B.Â.Ðåêà÷èíñêèé, Е.E.Åìíîâ, В.Т.Герасименко и О.Ф.Герасимовский (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 580561, кл. G 06 С 7/26, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Ф 822214, кл. С 06 G 7/26, 1979. (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР (57) Изобретение относится к автоматике, аналоговой и аналого-цифровой вычислительной технике и может быть использовано в радиоэлектронике и информационно-измерительной технике.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет программного перехода от одной функциональной зависимости к другой.

Цель достигается за счет выполнения блока 6 управления на двух преобразователях напряжение-ток 7 и 8, пяти переключателях 9-13, трех суммирующих масштабных усилителях 14-16, трех ключах 17-19, цифровом коммутаторе

20, двух декодирующих резисторных матрицах 21 и 22, инверторе 24 и реверсивном счетчике 25. Блок 28 зада-. ния вида функции в соответствии с воспроизводимой функциональной .зависимостью осуществляет коммутацию клю- д

Ю чей и переключателей блока 6 управления. 3 ил.

1 129877

Изобретение относится к автоматике, аналоговой и аналого-цифровой вычислительной технике и может быть использовано в радиоэлектронике, связи, акустике, информационно-измерительной технике, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет программного перехода от одной функциональной зависимости к другой. 10

На фиг, 1 представлена функциональная схема предлагаемого функционального генератора (ФГ); на фиг. 2 временные диаграммы работы ФГ; на фиг. 3 — таблица воспроизводимых !5 функций и таблица положений переключателей, Функциональный генератор содержит интегратор 1, релейный элемент 2, электронный переключатель 3, выходы 20 треугольного 4 и прямоугольного 5 напряжений генератора, блок 6 управления, содержащий первый 7 и второй

8 преобразователи напряжение — ток, пять переключателей 9-13, три сумми- 25 рующих масштабных усилителя 14-16, три ключа 17-19, цифровой коммутатор

20, две декодирующие реэисторные матрицы 21 и 22, тактовый вход 23 блока управления, инвертор 24, реверсивный 30 счетчик 25, вход 26 управления реверсом счетчика, вход 27 задания чистоты генератора, блок 28 задания вида функции, функциональный генератор работает следующим образом.

При установлении с помощью блока

28 задания вида функции по соответствующим шинам осуществляется установка переключателей 9-13 и ключей 17- 40 l9 в положение, соответствующее реализации функциональной зависимости

F = f = Кх с входа 27 задания часто1 ты генератора, входчая величина х (напряжение) подается через переключатели 11 и 13 и ключ 18 на входы декодирующих резисторных матриц 21 и 22.

Обозначим коэффициенты преобразования соответствующих элементов 1, 2, ...., 25 схемы через К, К

К

Если по управляющим входам декодирующих резисторных матриц 21 и 22 установлены равные значения их сопротивлений, что соответствует равенству числовых значений длительности фронта Т и среза Т, импульсов тре7 2 угольной формы, ";o коэффициенты передачи К . К . 1 . и К . К . 1 пос 21 14 n g 15 8 ледовательно соединенйых преобразователей соответственно 21, 14, 7 и 22, 15, 8 опинаковы.

В этом случае напряжение с выхода декодирующей резисторной матрицы 21 через суммирующий масштабный усилитель 14, переключатель 9 поступает на преобразователь 7 напряжение ток, а с выхода резисторной матрицы

22 через суммирующий масштабный усилитель 15, переключатель 10 — на преобразователь 8 напряжение — ток, формируя на выходах соответственно токи Е == +I Е = -I. Р с

При высоком уровне напряжения, подаваемого с выхода релейного элемента 2 на управляющий вход электронного переключателя 3, заряжается конденсатор интегратора 1 током +I через электронный переключатель 3, формируя на выходе устройства фронт треугольных импульсов длительностью

Т . При низком уровне напряжения конЧ денсатор перезаряжается током формируя срез импульсов длительностью Т,, Таким образом, в кольце, состоящем из электронного переключателя

3, интегратора 1, релейного элементя

2, возникают автоколебания и на выходе 4 генератора формируются импульсы симметричной треугольной формы, а на выходе 5 — импульсы симметричной прямоугольной формы.

Для данного режима работы структуры (фиг, 1) длительность фронта импульса Т, пропорциональна I/I, а длительность среза Т, пропорцйональна I/I,. Токи преобразователей 7 и

8 I и 1 являются в свою очередь линейными функциями входной величины х (напряжения U ). С учетом равен1 ства

Т + Т

1 (1) V с частота генерируемых импульсов f имеет линейную зависимость от значения входной величины х, что следует из данного выражения

f = K:õ (2) где К вЂ” коэффициент, равный произведению преобразования последовательно включенных элементов схемы.

Возможности функционального генератора могут быть расширены, если обеспечить изменение коэффициента К, про12987 изведения К х или иэ соотношения. Покажем функциональные воэможности предлагаемого устройства при воспроизведении функций в соответствии с табл. 1 и 2 (фиг. 3).

При воспроизведении функций вида

F и Р импульсы с частотой f с выхода 5 функционального генератора через ключ 17 поступают на счетный вход реверсивного счетчика 25 с пре- 10 дустановкой У,, формируя на его выходе линейно изменяющийся во времени код

Y = f c (3)

Код, поступающий на управляющие вхо- 15 ды декодирующих резисторньг матриц

21 и 22 изменяет соответственно коэффициенты преобразования звеньев 21, 14 и 22, 15 согласно выражения

1

U = — х

Y > (4) = К вЂ” — (5)

И

li

При постоянстве одной из величин х и t получим функциональные зависимости вида F,,F

Установлением ключа 17 в положение о отключается счетный вход реверсивного счетчика 25 от выхода 5 генератора. Изменение кода Y на входе 26 транслируется на выход реверсивного счетчика 25, чем меняется коэффициент преобразования звеньев

21, 14 и 22, 15 в соответствии с выражением (4). Таким образом, получаем функциональную зависимость вида

F. = К /Y. При линейном изменении

3 коэффициента пребывания К в выражении (1) с помощью кода Y получим функциональную зависимость вида F

= K Y. Особенностью воспроизведения функции F = К эхпУ является то, что получают ее с помощью аппроксимирующего полинома второй степени с использованием операции умножения на декодирующих матрицах 22, 21 и суммирующих масштабных усилителей 15, 14 для возведения в квадрат с последующим суммированием масштабным усилителем 16.

Для обеспечения изменения длительности фронта Т и среза Т, треугольных импульсов и их соотношения (скваж; где U — выходное напряжение суммирующих масштабных усилителей 14 и 15. С учетом (3) и (4) выражение (1) при- 25 мет следующий вид

77 4 ности), при сохранении постоянной частоту f и период следования импульсов Т, необходимо выполнить равенство (1).

Длительности Т и Т, имеют следующие зависимости от I+ и IТ

К (6) ж

К

Т с с

Подставляя (6) и (7) в (1) получим

К К 1

+ (8)

I I f

Правая часть .выражения (8) будет постоянной, если зависимость между

Е и I, будут нелинейными.

С помощью декодирующих резисторных матриц 21 и 22 и суммирующих масштабирующих усилителей 14 и 12 можно выполнить данные требования.

Выходные токи преобразователей 7 и 8 напряжение — ток, соответственно

Е и Е можно представить в следуюс щем виде (7) х

I у х

I с Yñ (9) Учитывая, что числовое значение кода периода следования импульсов

Y = Y + Y

1 т

К

Т = †.Y х (12) К

Т = †.Y с (13) Так как коэффициенты К/х являются постоянными, то длительности фронта

T „,среза Т, импульсов имеют линейную зависимость от числовых значений кодов Y u Y . .при неизменности частоср о ты, т.е. формируются функции вида

Р .. °

I I

Функция вида Р = К /Y реализуется с учетом выражений (6), (7) при лии подставляя выражения (9), (10) в (8), получим

КУтУФ (»)

Из выражения (11) следует, что частота импульсов не зависит от числового значения кодов У,р, У,.т.е. она остается постоянной.

Решая совместно выражения (6), (9), (7) и (10), получим

5 12987 нейном изменении коэффициента К в выражении (2) с помощью кода Y. При этом переключение с одной функциональной зависимости на другую осуществляется программным способом.

Формула изобретения

Функциональный генератор, содержащий электронн гй переключатель, соединенный выходом с входом интегратора, fO выход которого является выходом треугольного напряжения генератора и подключен к входу релейного элемента, соединенного выходом с выходом прямоугольного напряжения генератора 15 и с управляемым входом электронного переключателя, подключенного первым, вторым информационным входами соответственно к прямому и инверсному выходам блока управления, соединенного 2О тактовым входом с выходом релейного элемента, блок задания вида функции, подключенный выходами к управляющим входам блока управления, содержащего реверсивный счетчик, два ключа и че- 25 тыре переключателя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет программного перехода от воспроизведения одной функциональной зави- 30 симости к другой, в блок управления генератора введены третий ключ, пятый переключатель и цифровой коммутатор, три суммирующих масштабных усилителя, две декодирующие резистор- З5 ные матрицы, инвертор и два преобразователя напряжение — ток, выходы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами блока управления генератора, тактовый вход 4g блока управления генератора через первый ключ подключен к счетному входу реверсивного счетчика, соединенного выходами с управляющим входом первой декодирующей ревисторной матрицы .р5 и информационным входом цифрового коммутатора, первый выход которого через инвертор подклочен к его второму выходу и управляющему входу второй резисторной матрицы, выходы первой и второй резисторкых матриц подключены к первым входам первого и второго суммарных масштабных усилителей, соединенных вторыми входами с выхода-.. ми второго и третьего ключей, первый и второй информационные входы третьего суммирующего масштабного усилителя соединены с первыми информационными входами первого и второго переключателей, вторые информационные входы которых соединены с выходом третьего суммирующего масштабного усилителя, соединенного первым информационным входом с выходом второго суммирующего масштабного усилителя и первыми информационными входами третьего и пятого переключателей, второй информационный вход третьего суммирующего масштабного усилителя соединен с выходом второго суммирующего масштабного усилителя и первым . информационным входом четвертого переключателя, соединенного вторым информационным входом с информационным входом третьего ключа и выходом пятого переключателя, подключенного вторым информационным входом к информационному входу второго ключа, второму информационному входу третьего переключателя и входу задания частоты генератора, выходы третьего и четвертого. переключателей соединены с информационными входами соответственно первой и второй декодирующих резисторных матриц, входы первого и второго преобразователей напряжение — ток подключены соответственно к прямому выходу первого переключателя и инвертирующему выходу второго переключателя, управляющие входы трех ключей, пяти переключателей, цифрового коммутатора и вход управления реверсом счетчика подключены к соответствующим управляющим входам блока управления.

1298777

Та&ица f

7айшса 2

Фиг.3

Составитель Н.Зайцев

Техред И.Попович Корректор М.Шароши

Редактор В.Данко

Заказ 892/53

Тираж 6?3 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4