Устройство для генерирования функций

Устройство для генерирования функций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

! (О П И С А Н И Е <„> 25122

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.10.74 (21) 2070160/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.08.76. Бюллетень № 30 (45) Дата опубликования описания 08.04.77 (51) М. Кл.

6 06 G 7/26

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК

681.335.813 (088.8) (72) Авторы изобретения

К. Г. Самофалов, Я. В. Мартынюк и Н. А. Квитка

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано в аналоговой технике для моделирования функций произвольного вида при задании аргумента унитарным кодом.

Известен генератор функций 1)для воспроизведения функций по методу кусочно-линейной аппроксимации с заданными значениями ординат участков начала и конца аппроксимации. Указанное устройство, несмотря на широкие функциональные возможности, отличается сложностью структурной схемы и зНачительными аппаратурными затратами.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для генерирования периодических функций (2), содержащее дешифратор, операционные усилители, генератор импульсов возбуждения, счетчик ординат, блок ординат и генератор периодических импульсов,выход которого соединен со входом счетчика участков аппроксимации, первый выход которого соеди нен с первым входом преобразователя "код-напряжение", второй вход которого подключен к выходу первого операционного усилителя.

Такой генератор также отличается сложностью схемы и значительными аппаратурными затратами, Особенно сложным является блок ординат, представляющий собой запоминающее устройство со схемой управления. Причем с ростом разрядности двоичных кодов представления ординат увеличивается количество оборудования блока, а вместе с ним и стоимость генератора периодических функций, Недостаток известного генератора функций состоит и в том, что с помощью его невозможно воспроизводить разнополярные функции, т.е.он

10 располагает ограниченными функциональными возможностями.

С целью упрощения структуры и расширения класса воспроизводимых функций в предлагаемом устройстве блок ординат содержит две группы

11 параллельно соединенных сегнетопьезоэлектрических трансформаторов, входы которых через соответствующие разделительные конденсаторы подключеныквыходам дешифратора,выходы сегнетопьезоэлектрических трансформаторов первой груп20 пы соединены с первым входом первого операционного усилителя, второй вход которого соединен с выходами сегнетопьезоэлектрических трансформаторов второй группы и первым входом второго операционного усилителя, второй вход которого 5 соединен с выходом преобразователя "код-напря525122

l5

Л

ЗО

60 жение"; средние зажимы всех сегнетопьезоэлектрических трансформаторов соединены с шиной нулевого потенциала; входы дешифратора соединены соответственно с выходами генератора импульсов возбуждения и счетчика ординат, вход которого подключен к выходу счетчика участков аппроксимации.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Оно содержит последовательно включенные генератор 1 периодических импульсов, счетчик 2 участков аппроксимации и счетчик 3 ординат, к выходам которых соответственно подсоединены преобразователь 4 "код-напряжение" и дешифратор

5; вход дешифратора 5 соединен также с генератором 6 импульсов возбуждения, а выходы его связаны со входами блока ординат 7, который содержит две группы сегнетопьезоэлектрических трансформаторов 8„- 8„и 9„- 9„и две группы разделительных конденсаторов 10„-10„и 11,-11„.Кроме этого устройство содержит два операционных усилителя 12 и

13.Клемма 14 является выходом генератора периодических функций. Преобразователь "код-напряжение" 4 и блок ординат 7 выполнены на широкополосных сегнетопьезоэлектрических трансформаторах (ШСПТ),состоящих из секций возбуждения 15 и генераторных секций 16, разделенных экранирующим электродом 17. Выходные электроды 18 объединены и соединены с соответствующими входами операционных усилителей 12 и 13. На входные электроды 19 через разделительные конденсаторы

10 и 11 поступают импульсы возбуждения. К клеммам 20 -20„и 21„-21, подводится электрическое напряжение установки ординат. С целью получения выходных импульсов напряжения ординат противоположного знака секции возбуждения 15 и генераторные секции 16 сегнетопьезоэлектрических трансформаторов второй и первой групп (соответствуют началам и концам участков аппроксимации) поляризуются согласно или встречно, в зависимости от полярности воспроизводимой кусочно-линейным методом функции и утла наклона линейного участка. Причем выходной сигнал будет отрицательным при согласном направлении векторов поляризации, а положительный - при встречном, Секции ШСПТ преобразователя код-напряжение поляризуются встречно. Информация о генерируемой функции фиксируется в трансформаторах 8, -8„и 9 -9 в виде коэффициентов передач по напряжению ШСПТ, значение которых определяется уровнем поляризации секций возбуждения и генерации. В преобразователе 4 применены двухпозиционные линейные ключи.

Устройство работает следующим образом.

Когда счетчик 2 участков аппроксимации и счетчик 3 ординат находятся в исходном состоянии и содержат нулевую информацию на выходе 2Q дешифратора 5 появятся импульсы возбуждения генератора 6 импульсов, которые через разделительные конденсаторы 10 и l l „поступают на входы ШСПТ 8„и91. На основании явлений обратноro и прямого пьезоэффекта на выходах этих трансформаторов возникают импульсы напряжения противоположного знака вследствие заполяризованности их секций в направлении, указанном на чертеже. С помощью операционного усилителя 12 эти выходные импульсы алгебраически складываются и поступают на вход преобразователя "код-напряжение", где используются в качестве импульсов возбуждения. При поступлении на вход счетчика участков аппроксимации импульсов генератора

1, последний начинает работать в режиме суммирования, а на выходе линейного преобразователя

"код-напряжение" образуются импульсы напряжения, амплитуда которых с ростом содержимого счетчика 2 изменяется по линейному закону, а знак определяется полярностью импульсов возбуждения.

В операционном усилителе 13 импульсы напряжения, полученные на выходе первой группы ШСПТ блока ординат, и импульсы, полученные на выходе преобразователя 4, алгебраически суммируются, в результате чего на клемме 14 устройства формируются результирующие импульсы напряжения, моделирующие первый участок заданной функции. Когда в счетчике аппроксимации будет записано число

"111...1",то последующий импульс генератора 1 установит счетчик 2 в исходное нулевое состояние, а импульс переполнения поступит в счетчик ординат, где запишется число "000 ...001". Импульсы возбуждения при этом появятся на выходе 22

2 дешифратора 5 и, таким образом, будут возбуждены очередные ШСПТ 8 и 9. В дальнейшем процесс аппроксимации протекает аналогично вышеописанному. цикл генерирования фукции будет продолжаться до тех пор, пока все разряды счетчика 2 аппроксимации и счетчика 3 ординат не окажутся в единичном состоянии, тогда последующий импульс генератора 1 установит их в нулевое исходное состояние.

Во избежание скачкообразного изменения выходных импульсов генератора функции при переходе с одного участка аппроксимации на другой, ординаты начала и конца задаются таким образом, что ордината конца предыдущего участка соответствует ординате начала последующего участка.

Переход от одной функции к другой осуществляется сменой значений ординат, то есть установкой новых соответствующих им коэффициентов передач ШСПТ обеих групп, для чего к клеммам 20 и 21 подводится электрическое напряжение.

Так как блок ординат выполнен на основе аналоговых запоминающих элементов в виде широкополосных сегнетопьезоэлектрических трансформаторов, то предлагаемый генератор периодических функций в отличие от известных имеет более простую схему запоминающего устройства. Причем, роль схемы управления работой запоминающего устройства исполняет дешифратор, число выходов которого равно количеству участков аппроксимации. Кроме того с помощью предлагаемого устройства возможно допол525122

15

Тираж 864

ЦНИИПИ Заказ 5091/591

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нительно по методу кусочно — линейной аппроксимации воспроизводить разнополярные функции, для чего необходимо соответствующим образом поляризовать секции возбуждения ШСПТ по отношению к генераторным секциям.

Наряду с упрощением структурной схемы устройства блока ординат и расширением функциональных возможностей предлагаемый генератор предпочтительнее и в конструктивном отношении. Действительно, все элементы, используемые при макетировании, выполнены в интегральном виде, в том числе широкополосные сегнетопьезоэлектрические трансформаторы, количество которых в одном корпусе равно 8 или 16. Это позволило создать малогабаритное устройство с минимальными аппаратурными затратами.

Формула изобретения

Устройство для генерирования функций, содержащее дешифратор, операционные усилители, генератор импульсов возбуждения, счетчик ординат, блок ординат и генератор периодических импульсов, выход которого соединен со входом счетчика участков ап- Л проксимации, первый выход которого соединен с первым входом преобразователя "код-напряжение", второй вход которого подключен к выходу первого операционного усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения структуры устройства и расширения класса воспроизводимых функций, в нем блок ординат содержит две группы параллельно соединенных сегнетопьезоэлектрических трансформаторов, входы которых через соответствующие разделительные конденсаторы подключены к выходам дешифратора, выходы сегнетопьезоэлектрических трансформаторов первой группы соединены с первым входом первого операционного усилителя, второй вход которого соединен с выходами сегнетопьезоэлектрических трансформаторов второй группы и первым входом второго операционного усилителя, второй вход которого соединен с выходом преобразователя "код — напряжение", средние зажимы всех сегнетопьезоэлектрических трансформаторов соединены с шиной нулевого потенциала, входы дешифратора соединены соответственно с выходами генератора импульсов возбуждения и счетчика ординат, вход которого подключен к выходу счетчика участков аппроксимации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:

1. Авт.св, N 404097 кл G 06 G 7/26, 1974 r.

2.Авт.св, N 394808 кл G 06 G 7/26,1974 г. (прототип) .