Функциональный генератор

Функциональный генератор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социанистических

Респубиик

< >881773 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5!)М. Кл.з (22) Заявлено 300180 (21) 2876256/18-24 с присоединением заявки М9 (23) Приоритет

Опубликовано 151181. Бюллетень N9 42

Дата опубликования описания 15.1181

G 06 G 7/26

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5З) УДК 681. 335 (088. 8) (72) Авторы изобретения

A.Ã.Ïàäàëêo, В.П.Цымбал, Г.П.Руденков и В.A.×àñoâíèêaí

Сибирский металлургический институт им. -Серго Орджоникидзе

1 (71) Заявитель (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известен функциональный генератор, основанный на аппроксимации воспроизводимой функции прямолинейными отрезками, содержащий схемы сравнения, задающие положение точек излома и управляющие переключением входных резисторов выходного интегрирующего усилителя (1J.

Недостатком этого устройства является его конструктивная сложность.

Известен также функциональный генератор, содержащий генератор пилообразного напряжения, пороговые.устройства, соединенные через переменные резисторы с соответствующими мостовыми схемами, состоящими из резисторов и транзисторов, и интегрирующую цепь (21 . 20

Однако в этом устройстве ограничена крутизна формируемых отрезков, которая определяется амплитудой импульсов, поступающих на интегрирующую цепь, что ограничивает класс воспроизводимых функций.

Наиболее близким к изобретенйю является функциональный генератор, содержащий интегратор, п пороговых элементов, входы которых соединены с

ыходом интегратора, п управляющих триггеров, входы установки нуля которых соединены с выходами соответствующих порогоных элементов, инвертор, и потенциометров, и масштабных резисторов, одни выходы которых объединены, а другие соединены с подвижными контактами соответствующих потенциометрон, подключенных первыми неподвижными контактами к шине нулевого потенциала, прямые выходы упранляющих триггеров; кроме п-го, подключены ко вторым неподвижным контактам соответствующих потенциометров,прямой ныход n-ro управляющего триггера подключен через инвертор ко второму неподвижному контакту и-го потен" циометра, элемент ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом первого управляющего триггера, первый вход — с иннерсным выходом n-ro управляющего триггера, а второй вход является входом запуска генератора, инверсный выход каждого управляющего триггера, кроме п-го, соединен со счетным нходом следующего по номеру управляющего триггера, общий вывод масштабных резисторов соединен со входом интегратора, выход которого является выходом генератора, транзис881773 торную компенсирующую цепь, подключенную ко входу усилителя интегратора 33 .

Недостатком этого генератора является пониженная точность воспроизводимой функции вследствие отсутствия воэможности синхронизации конца формирования воспроизводимой кривой,поскольку начало формирования каждого последующего линейного отрезка связано с окончанием формирования предыдущего отрезка, длительность воспроизведения каждого из которых зависит QT параметров интегратора и может меняться при изменении внешних условий (изменение окружающей температуры, напряжения питания и т.д.), l5

Это приводит к временному сдвигу точек аппроксимации воспроизводимой функции, который к концу формирования накапливается до значительной величины. Кроме того, недостатком Щ генератора является ограниченная крутизна формируемых отрезков и отсутствие возможности воспроизведения горизонтальных участков, вследствие наличия обратной связи с выхода р5 интегрирующего усилителя на входы пороговых элементов, которая вызывает неопределенность в -срабатывании следящих триггеров при формировании горизонтального отрезка. Это ограничивает класс воспроизводимых функций.

Цель изобретения †.повышение точности аппроксимации воспроизводимых функций за счет синхронизации начала и конца каждого формируемого линейного отрезка и расширение класса воспроизводимых Функций.

Цель достигается тем, что в функциональный генератор, содержащий интегратор, п пороговых элементов,вхо- 40 ды которых соединены с выходом интегратора, и управляющих триггеров, входы установки нуля которых соединены с выходами соответствующих дороговых элементов, инвертор, и потенцио- 4 метров, п масштабных резисторов, одни выходы которых объединены, а другие соединены с подвижными контактами соответствующих потенциометров, введены операционный усилитель, резистор обратной связи, (n + 1)-й потенциометр, (и + 1)-и масштабный резистор, (и + 1) ключей, (n + 1)-й управляющий триггер, вход установки нуля которого сОединен с выходом инвертора и счетным входом первого управляющего триггера, вход интегратора является входом запуска генера-, тора и соединен со входом инвертора, счетный вход каждого управляющего триггера, кроме первого, соединен с 60 выходом предыдущего по номеру порогового элемента, резистор обратной связи включен между входом и выходом операционного усилителя, выход которого является выходом генератора, 65 а вход соединен с выходами ключей, подключенных управляющими входами к выходам соответствующих управляющих триггеров, общий вывод масштабных резисторов соединен с выходом интегратора, информационные вхоцы ключей соединены с подвижными контактами соответствующих потенциометров, неподвижные контакты которых соединены с шинами отрицательного и положительного опорных напряжений.

На фиг. 1 приведена блок-схема генеоатооаj на фиг. 2 — диаграммы,поясняющие его работу.

Генератор содержит интегратор 1, инвертор 2, п пороговых элементов

3,...,3, и + 1 управляющих триггеров 41...,4,+, n + 1 ключей

51,...,5 „, п + 1 потенциометров

6,...,6„ „, n + 1 масштабных резис1 торов 7,..., 71,+, операционный усилитель 8, резистор 9 обратной связи.

Генератор работает следующим образом.

В исходном состоянии на пряьых выходах пороговых элементов 3,...,3 и— положительные потенциалы. На выходах управляющих триггеров 4 „,...,4 нулевые потенциалы, поддерживающие ключи 5,...,5 +„ в закрытом состоянии. Прй постуйлении на вход генератора прямоугольного импульса (фиг. 2 g), преобразуемого интегратора 1 в напряжение треуголь ной формы, последний через инвертор.

2 отрицательным перепадом (фиг. 2F) опрокидывает первый управляющий триггер 4 „, на выходе которого появляется положительныи потенциал (фиг.2g), открывающии ключ 5 . При этом нарастающее напряжение с выхода интегратора 1 через масштабныи резистор 71 и открытый ключ 5„ поступает на вход операционного усилителя 8, на выходе

Которого появляется нарастающее напряжение (участок 4Е на фиг. 2ъ), крутизна которого определяется величиной масштабного резистора 71 . Кроме того, напряжение с выхода интегратора 1 поступает также на входы пороговых элементов 31,...3< с регулируемыми порогами срабатйвания. Величина порога срабатывания определяет размах линейного отрезка по горизонтали.. При достижении напряжения на выходе интегратора 1 величины порога срабатывания первого порогового зле| мента 3. последнии срабатывает (фиг. 2 ъ) и отрицательным перепадом напряжения на выходе возвращает триггер 4 (фиг. 2 g) в исходное состояние и,опрокидывает одновременно триггер 4 (фиг. 2 3). При этом закрывается первый ключ 5„ и открывается второй ключ 5 . С этого момента начи1 кается формирование второго участка

8 Ь(фиг. 2 п) аппроксимируемой кривой.

Крутизна этого участка определяется величиной масштабного резистора 7 .

861773

Формирование последующих участков осуществляется поочередным срабатыванием пороговых элементов З и 3 (фиг. 2e,з) и подключением напряжения с выхода интегратора 1 через соответствующие масштабные резисторы

7 и 74. к входу усилителя 8 (фиг. 2ж, ч). Поскольку при нарастании напряжения на выходе интегратора 1 срабатывают также пороговые элементы 34,,Зп (n=5) для рассматриваемого случая, участвующие в формировании спадающих участков воспроизводимой. кривой DE,E Ж, то для того, чтобы они при этом не вызывали срабатывания соответствующих управляющих триггеров 4,...,4,„,используются их инверсные выходы. H этом случае при срабатывании пороговых элементов 34,...,3„ на их выходах формируются положительные перепады напряжения (фиг. 2к, и) не вызывающие срабатывания триггеров

4р,...,4 „ при возвращении их в исходное состояние (при уменьшении треугольного напряжения на выходе интегратора 1) — отрицательные перепады, 25 вызывающие срабатывание соответствующих управляющих триггеров 4 1,...,4п „ (фиг. 2n,н ). Потенциометры смещения

6 1,...,6„ .1 обеспечивают воэможность перемещения формируемых отрезков ЗО по вертикали вниз и вверх от их базо вого уровня, т.е. возможность воспроизведения вертикальных учасx êoâ аппроксимируемой функции.

Таким образом, в предлагаемом генераторе осуществляется синхронизация начала и конца формирования функции, что позволяет повысить точность аппроксимации функций по сравнению с известным генератором. Кроме того, воэможность воспроизведения вертикальных участков аппроксимируемой функции существенно расширяет класс функций воспроизводимых предложенным генератором по сравнению с известным.

При использовании предложенного 45 генератора для формирования символов на экране электронно-лучевой трубки, воспроизводимых двумя кривыми с одинаковым расположением аппроксимации, он обеспечивает синхронное воспроиз- 5р ведение линейных участков формируемых кривых за счет подключения к выходам управляющих триггеров аппроксимирующих ячеек, формирующих вторую функцию, что уменьшает количество элементов в генераторе.

Формула изобретения

Функциональныи генератор, содержащий интегратор, и пороговых элементов, входы которых соединены с выходом интегратора, и управляющих триггеров, входы установки нуля которых соединены с выходами соответствующих пороговых элементов, инвертор, п потенциометров, п масштабных резисторов, одни выходы которых объединены, а другие соединены с подвижными контактами соответствующих потенциометров, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности и класса воспроизводимых функции,он содержит операционныи усилитель,резистор обратнои связи, (и + 1)-й потенциометр, (и + 1)-й масштабный резистор, (и + 1) ключей, (n + 1)-и управляющий триггер, вход установки нуля которого соединен с выходом инвертора и счетным входом первого управляющего триггера, вход интегратора является входом запуска генератора и соединен со входом инвертора, счетный вход каждого управляющего триггера, кроме первого, соединен с выходом предыдущего по номеру порогового элемента, резистор обратной связи включен между входом и выходом операционного усилителя, выход которого является выходом генератора,а вход соединен с выходами ключеи,подключенных управляющими входами к выходам соответствующих управляющих триггеров, общий вывод масштабных резисторов соединен с выходом интег ратора, информационные входы ключей соединены с подвижными контактами соответствующих потенциометров, неподвижные контакты которых соединены с шинами отрицательного и положительного опорных напряжений.

Источиики информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3622770, кл. 235-197, опублик. 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 231900, кл. G 06 G 7/26, 1967.

3. Авторское свидетельство СССР

9 570069, кл. G 06 G 7/26, 1977.

В81773

Составитель Н. Балабошко

Редактор Н. Ромнса Техред И.ГаЯду Корректор У. Пономаренко

Заказ 9976/75 Тираж 748 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4