Функциональный генератор

Функциональный генератор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Pecny6nwx

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ri r 842058 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 25. 09. 80 (2! ) 3007453/18-24 с присоединением заявки № (23 ) П рноритет

Опубликовано 07. 07. 82. Бюллетень № 25

Р1)М. Кл.

G06G 7Лб

)оеударетвснны6 комитет во делаи изс6ратеккй к вткрытвй (53) УДК 681 ° 335 (088.8) Дата опубликования описания 07 07 (72) Автор изобретении

A. M. Семиглазов (7! ) Заяви-тель

Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электромеханики (4) функционАльный генеРАтор

Изобр;- ". - . -:.;;:i.; rся к аналогоцифровой B (-;; т ельной технике.

Известен функциональный генератор, содержащий генератор импульсов, счетчик, дешифратор, регистр, трансформатс t-t> è g,фро-гнглоговый линейный делитель напряжения, три трансформатора. -t.-.(чзистооные ключи и резистop;, " ., .: оабо-;ае на переменном тп Г1 1

Егс, =,,,,г,.

Наибол;.-г Глизк м к предлагаемому технинеск ". решением является функциональный генератор, содержащий задающий генератор импульсов, счетчик, вход котороrî соединен с выходом задающгго генератора импульсов, блок памяти, адресные входы которого соедин еHb с разрядными выходами счетчика, дешифргтоо, входы которого соеди.-е, - :;ходами блока памяти, тт инве с- ячеек, каждая из которых выполнена на трансформаторе и транзисторных ключах, вторичные обмотки трансформаторов инверторных ячеек соединены последовательно; свободные выводы вторичных обмоток трансформаторов первой и m --й "инверторных ячеек являются выходами функционального генератора, управляющие входы ключей инверторных ячеек соединены с соответствующими выходами дешифратора, осуществляющего форми о рование мгновенного значения выходного напряжения путем суммирования. выходных напряжений тт1 инверторных ячеек по закону троичной логики (+ О,+ 1) (2).

Недостатком такого функционального генератора является сложность структуры, обусловленная необходимостью использования большого количества инверторных ячеек для получения высокой точности.

Цель изобретения — упрощение структуры функционального генератора.

94205

Указанная цель достигается тем, что функциональный генератор, содержащий задающий генератор импульсов, счетчик, вход которого соединен с выходом задающего генератора импульсов, блок памяти, адресные входы которого соединены с разрядными выходами счетчика, дешифратор, входы которого соединены с выходами блока памяти, rn инверторных ячеек, каждая из которых выполнена на трансформаторе, вторичные обмотки трансформаторов инверторных ячеек соединены по— следовательно, свободные выводы вторичных обмоток трансформаторов первой и m-й инверторных ячеек являются ,,выходами функционального генератора, дополнительно содержит s каждои инверторной ячейке первый и второй защитные диоды, первую и вторую группы транзисторных ключей из ключей кажго дая, первую и вторую группы коммутирующих диодов из P. — 1 диодов каждая, выпрямительный диодный мост и имеет дополнительную вторичную обмот ку, подключенную к первому и второму входам вып1зямительного диодного моста, первичная,обмотка трансформатора каждой инверторной ячейки имеет средний вывод, соединенный с шиной положительного питающего напряжения,, и 0 выводов от каждой половины первичной обмотки, начиная от ее свободного вывода, выводы первой и второй половин первичной обмотки трансформатора, кроме 3-х, каждой инверторной ячейки соединены с анодами соответствующих коммутирующих диодов первой и второй групп, катоды которых через соответствующие транзисторные ключи первой и второй групп соединены с шиной отрицательного питающего напряжения, E-å выводы первой и второй половин первичной обзо

35 мотки трансформатора каждой инверторной ячейки соединены с анодами первого и второго защитных диодов и через соответствующие транзисторные ключи первой и второй групп с шиной отрицательного питающего напряжения, катоды первого и второго защитных диодов соединены с шиной отрицательного питающего напряжения, анодный выход выпрямительного диодного моста соединен с шиной отрицательного питающего напряжения непосредственно, а катодный выход — через шунтишунтирующий транзисторный ключ, тран- сформатор каждой инверторной ячейки

8 4 рующий транзисторный ключ, управляющие входы транзисторных ключей первой и второй групп и шунтирующего транзисторного ключа каждой инверторной ячейки соединены с соответствующими выходами дешифратора, причем соотношение между количеством витков вторичных обмоток трансформаторов инверторных ячеек соответствует закону геометрической прогрессии со знаменателем, равным 21 + 1.

На чертеже приведена блок-схема функционального генератора. функциональный генератор содер жит задающий генератор 1 импульсов, счетчик 2, блок 3 памяти, дешифратор 4, m инверторных ячеек 5„,...,5>, каждая из которых выполнена на трансформаторе 6 с первичной обмоткой 7, вторичной основной 8 и дополнительной 9 обмотками, P. — 1 коммутирующих диодах 10,..., 10 первой группы, транзисторных ключах 11,, 11 первой группы, 0 — 1 коммутирующих диодах 12,..., 12р .1 второй группы, 8 трайзисторных ключах 13

13р второй группы, первом 14 и втором 15 защитных диодах, выпрямительном диодном мосте 16 и шунтирующем транзисторном ключе 17. функциональный генератор работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает импуль.сы с частотой f z —— и ° Г „,„, где и количество ступенек в периоде; частота выходного сигнаЬь х ла функционального генератора, которые поступают на вход счетчика 2.

Параллельный двоичный код с выходов счетчика 2 поступает на адресные входы блока 3 памяти. Блок 3. памяти до установки его в функциональный генератор программируется таким образом, чтобы при смене кодов на его адресных входах на выходах дешифратора 4 появлялись коды, соответствующие алгоритму управления инверторными ячейками 5„,..., 5д для получе ния заданной периодической функции на выходе функционального генератора.

Для пояснения работы функционального генератора рассмотрим способ представления целых натуральных чисел с помощью нечетного симметричного относительно нуля кода.

Любое целое положительное или отрицательное число N можно пред942058 6

Жь х cfx

S ставить с помощью начетного симметричного кода следующим образом .

N = (О,+ 1,+ 2,+,...,4 e) (20+1) +

+(О, 1,12,+,..., 0 ) ° (20+1) +(0, + 1, i 2,+,...,+8 ) ° (20+1) 1- + ..+(0,2 1,+ 5

+ 2, ...+ 0 ) ° (20+1 ) где 1 — максимальное число системы счисления, равное количеству отводов; 21+1 — основание системы счисления; 1 — максимальный разряд сис- 10 темы i = m — 1; выражение (О, 1, f2,+...+ ) означает, что выбирается одно из чисел в каждом разряде (положительное или отрицательное) для представления какого-либо кон- 15 кретного числа. Пусть, например, необходимо представить число N = 273 в семиричной системе счисления.

При этом 21+1 = 7, а число отводов

1 =3. Следовательно, 20

N = (О,+1,+2,+3) 7 +(0,11,+2, 3) 7 +

+...+(О, 1,+2,+3) 7О.

Легко видеть, чтз для семиричной системы счисления

273 = 1-7 -1 ° 7 -3-7 +0-7, код 25

Э 0 1 O

1 (-1) (-3) (О); для девятиричной системы счисления

273 = 3.9 +3-9" +3-9,код 333; для пятиричной системы счисления

273 = 3. 5 +1. 5 +0- 5"-2- 5, 30 код 3 10 (-2) .

8 предлагаемом функциональном ге— нераторе каждая из инверторных ячеек

5, ..., 5„„ реализует один разряд системы счисления.

Таким образом, если использовать семиричный код для построения функционального генератора, состояющего из последовательно соединенных m =

+ 1 инверторных ячеек 5,..., 5щ,40 то необходимо обеспечить соотношение выходных сигналов между соседними инверторными ячейками 5, 5.

4И (при одном и том же числе кода для каждого разряда), равное семи. Каждая из инверторных ячеек 5<, 51 должна обеспечивать семь уровней сигнала, относящиеся между собой как числа натурального ряда: О,+ 1, +2, +3 °

I:îýôôèöèåíòû передачи инверторных ячеек 51,..., 5„„ соотносятся между собой по закону геометричес" кой прогрессии со знаменателем, равным 2К+1, где 0 — количество отво55 дов в каждой половине первичной обмотки 7. Наибольший коэффициент передачи инвертора по напряжению соответствует включению ключа 11р или

13 . Следующий уровень, меньший на единицу, обеспечивается включением ключа 118 1 или 13д 1 и т.д. Наименьшему уровню, равному единице, соответствует включение только ключа 111 или 13.1. Уровень, равный нулю, обеспечивается включением шунтирующего ключа 17, который через выпрямительный диодный мост 16 закорачивает дополнительную вторичную обмотку 9, тем самым формируя уро" .вень нуля на выходах инверторных ячее. 5,,..., 5,,т1 °

Пусть, например, для обеспечения заданной точности формирования какой-либо функции достаточно использовать функциональный генератор из трех инверторных ячеек 5„, 5<, 5> (m = 3) с семиричной системой счис- пения (основание системы р ед 7).

При этом максимальная цифровая емкость генератора будет равна е - 1

71 °

S = Р = 3.

-1 р-1 7

Допустим в какой-то момент времени

1 i= -к — — —, где е — каличест Ьь!х.") во ступенек в четверти периода выходного сигнала, необходимо сформи» ровать уровень выходного сигнала, равный lбt.å, где е — уровень напряжения, соответствующий единице

Число lбlе можно представить в следующем виде

16le = е(3 7 +2-7+0-7 ),код 320.

Для реализации этого числа при условии, что включение ключей 111,..., 11- соответствует формированию чисел со знаком плюс, а ключей 13.1.

13 — со знаком минус, необходимо включить ключ 11 (число +147) инверторной ячейки 5>, ключ 110 (число

+14) инверторной ячейки 5 и ключ 17 (число О) инверторной ячейки 5< .

Задав ординаты формируемой функции числовыми значениями для каждого момента времени и определив код включения ключей Il,, 11р и

13,..., 13р для каждой инверторной ячейки 5„,..., 5, можно произвести программирование блока 3 памяти.

С выхода дешифратора 4 импульсы поступают на управляющие входы тех ключей 114...11р и 13.1 ° 13р, вклю