Устройство для генерирования функций

Устройство для генерирования функций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ к лвто ском свидатильствм (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено l6.03.81 (21) 3259184/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07. 09.82, Бюллетень М 33

Дата опубликования описания 10.09.82 1 957230 (51)М. Кл.

G 06 G 7/26

3Ьсуаарствкнный коинтвт

СССР но йвлви нзвбретвннй н открытнй (5З) ЗДК 681. .335(088.8) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к вычисли тельной технике и автоматике и может быть использовано для воспроизведения произвольных функций времени.

Известен функциональный генератор, содержащий задающий генератор импульсов, реверсивный счетчик, выход которого соединен с цифро-аналоговым преобразователем, управляющий вход - с выходом триггера управления, вход которого подключен к одному из выходов дешифратора, переключающий блок, входы которого соединены с выходом задающего генератора импульсов и его вторым выходом дешифратора, а выход переключающего блоке подключен к входу реверсивного счетчика $1(.

Недостатком его является ограниченный класс воспроизводимых функций.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для генерирования функций, содержащее последовательно включенные генератор периодических импульсов, счетчик участков аппроксимации и счетчик ординат, преобразователь код- напряжение, дешифратор, выходы которых через разделительные конденсаторы подключены к входам двух групп параллельно соединенных сегнетопьеэоэлектрических трансформаторов, которые своими выходами подключены к операционным усилителям; в состав устройства входит также генератор импульсов возбуждения $2).

Недостатком данного устройства является. то, что оно обеспечивает только равномерное разбиение аргумента при кусочно-линейной аппроксимации функций. На точность устройства влияет погрешность, обусловленная разрядом конденсатора цепи обратной связи операционного усилителя в промежуток времени между импульсами. Определенную погрешность в результат воспроизведения функций вносит помеха

3 95723 типа "звон", которая существует в выходном сигнале сегнетопьезоэлектрических трансформаторов.

Цель изобретения — повышение точности воспроизведения функций. $

Поставленная цель достигается тем,, что в устройство для генерирования функций, содержащее генератор импульсов, дешифратор, две группы сегнетопьезоэлектрических трансформато- 10

pos, усилитель, формирователь постоянного уровня и счетчик, к первому выходу которого подключен сигнальный вход дешифратора, к выходам которого через разделительные конден- 1$ саторы подключены сегнетопьезоэлект.рические трансформаторы первой и второй группы, выходы первой группы которых подсоединены к входу усилителя, а второй группы — к первому вхо-26 ду формирователя постоянного уровня, введены первый и второй триггеры управления, интегратор, ключ, первый и второй. элементы ИЛИ, первый и второй элементы И и схема сравнения, первый вход которой подсоединен к выходу усилителя, второй вход соединен с выходом интегратора и сигнальным входом ключа, выход которого является выходом устройства, а выход схемы сравнения подключен к суммирующему входу счетчика, к первому входу первого элемента И, второй вход которого подсоединен к выходу переполнения счетчика, а выход первого элемента И

3$ подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, нулевому входу первого триггера управления, единичный выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход подсоединен к стробирующему входу дешифратора, выход схемы сравнения подключен к единичному входу второго триггера управления

4$ и первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу формирователя, который своим выходом соединен с первым входом интегратора, второй вход первого элемента ИЛИ, второй вход интегратора, у становочный вход счетчика, еди ничный вход первого триггера управления и первый вход второго элемента ИЛИ соединены с шиной запуска устройства, выход второго элемента ИЛИ соединен с нулевым входом второго триггера управления, единичный выход которого присоединен к управляющему входу ключа.

0 4

На чертеже представлена .структурная схема устройства для генерирования фу н кци и .

Устройство содержит последовательно включенные счетчик 1, дешифратор

2, к выходу которого через разделительные конденсаторы 3 подсоединены первая группа 41-4 ли вторая группа

5<-5 сегнетопьезоэлектрических трансформаторов, которые идентичны и каждый из них состоит из секции 6 возбуждения и генераторной секции 7, разделенных экранирующим электродом

8, соединенным с шйной нулевого потенциала, а также содержит входной электрод 9 и выходной электрод 10.

Выходы первой группы трансформаторов через последовательно включенные формирователь 11 постоя. нного уровня и интегратор 12 присоединены к второму входу схемы 13 сравнения и с помощью ключа 14 соединены с выходом, 15 устройства для генерирования функций, первый вход элемента 13 сравне" ния через усилитель 1б подсоединен к выходам второй группы 5,1-5 1, сегнетопьезоэлектрических трансформаторов.

Выход элемента 13 сравнения присоединен к суммирующему входу счетчика 1, единичному входу второго триггера 17 управления, первому входу второго элемента И 18, выход которого подключен к нулевому входу первого триггера 19 управления, выход которогг с единен с первым входом первого элемента И 20, à его второй вход соединен с выходом генератора 21 импульсов напряжения. К выходу элемента 13 сравнения присоединен также первый вход первого элемента ИЛИ 22, второй вход которого связан с шиной 23 запуска. Входы 24 являются входами подключения напряжения поляризации. Устройство содержит также второй элемент ИЛИ 25. Сегнетопьезоэлектрические трансформаторы второй группы

5<-5п используются для установки напряжений соответствующих ординатам узловых точек нелинейной зависимости, аппроксимированной кусочно-линейным методом. С помощью трансформаторов первой группы 41-4 q воспроизводятся линейные отрезки ломаной линии. Как орди на ты, так крути з на пи нейных отрезков определяются коэффициентом первдачи по напряжению соответствующих сегнетопьезоэлектрических трансформаторов, устанавливаемых напряжением поляризации, прилагаемым к вхо-,.

5 9572 дам 24 и общим точкам при настройке устройства для воспроизведения функции.формирователь 11 предназначен для преобразования выходных импульсов напряжения сегнетопьезоэлектрических 5

1 трансформаторов в постоянное напряжение на уровне амплитуды и усиления их °

Устройство для генерации функций щ работает следующим образом.

Начало воспроизведения функции аппроксимированной кусочно-линейным методом совпадает с поступлением на вход 23 импульса запуска, под действием которого конденсаторы формирователя 11 и интегратора 12 мгновенно разряжаются до нуля, триггер 17 устанавливается в нулевое положение, триггер 19 - в единичное, а счет- р чик 1 обнуляется . Вследстви е этого импульсы с генератора импульсов че-. рез элемент И 20, дешифратор 2 поступают на входы сегнетопьезоэлектрических трансформаторов 4» и 5». Импул ь сы, пропорциональ ные з на чению функции в исходном состоянии, образуются на выходе трансформатора 5, усиливаются усилителем 16 и поступают на первый вход схемы 13 сравнения. Одновременно с этим импульсы с выхода трансформатора 4 поступают на формирователь 11, усиливаются, преобразуются в постоянное напряжение, которое далее при помощи интегратора 12 преобразуется в линейно изменяющееся, которое поступает на второй вход схемы 13 сравнения и в момент равенства его сигналу, поступающему на первый вход схемы сравнения, на ее выходе появляется импульс, который устанавливает триггер 17 в единичное положение, разрешая поступление напряжения на выход 15 устройства для генерирования функций. Кро45 ме того, этот же импульс, пройдя через элемент ИЛИ 22, разряжает до ,нулевого значения конденсатор форми! рователя 11, а также записывает единицу в счетчик 1. В работу включаются сегнетопьезоэлектрические трансформаторы 4 и 5 2 и начинается воспроизведение первого линейного отрезка.

В момент, когда линейно изменяющееся

-напряжение интегратора 12 станет равным амплитуде импульса напряжения, соответствующего ординате первой уз" ловой точки, элемент 13 сравнения опять срабатывает и на его выходе по30 6 явится второй импульс, который подтвердит единичное положение триггера

17, установит формирователь 11 в исходное состояние, а содержимое счетчика 1 увеличит на единицу. В дальнейшем процесс генерирования протекает аналогично предыдущему случаю.

В результате воспроизведения функции наступит момент, когда вследствие поступления 1 импульсов на суммирующий вход счетчика 1, в последнем в единичное состояние установится триггер самого старшего разряда, а поскольку его выход подсоединен к второму входу элемента И 18, установит триггер 19 в нулевое положение, прекращая поступление импульсов на входы сегнетопьезоэлектрических трансформаторов. Этот же импульс установит триггер 17 в нулевое положение, аналоговый ключ закроется, и напряжение на выходе 15 будет отсутствовать.

На этом моделирование функции заканчивается. Для повторного воспроизведения функции необходимо на вход 23 подать импульс управления. Управление крутизной линейных отрезков с помощью трансформаторов 4»-4 < обеспечивает воспроизведение функций с неравномерным квантованием аргумента при аппроксимации и, таким образом, с меньшей погрешностью выполнить моделирование функции. Одновременно с этим повышение точности воспроизведения способствует использованию в схеме интегратора 12, который не чувствителен к отклонениям выходного сигнала формирователя ll от постоянного уровня вследствие разряда его конденсаторов между импульсами, поступающими на его вход.

Технико-экономический эффект заключается в том, что использование в предлагаемом устройстве для генерирования функций первого и второго триггеров управления, интегратора, ключа, первого и второго элементов

ИЛИ, первого и второго элементов И и схемы сравйения позволяет обеспечить моделирование функций с неравномерным квантованием их при аппроксимации. Это позволяет более точно воспроизводить функции. Кроме того, точность повышается вследствие совпадения линейных отрезков ломаной линии и выходного сигнала интегратора. Преимуществом данного устройства является также то, что все его схемные

957230 элементы выполнены в интегральном исполнении.

Формула изобретения 5

Устройство для генерирования функций, содержащее генератор импульсов, дешифратор, две группы сегнетопьезоэлектрических трансформаторов, усили- о тель, формирователь постоянного уровня и счетчик, к первому выходу кото, рого подключен сигнальный вход дешифратора, к выходам которого через разделительные конденсаторы подключе- 1 ны сегнетопьезоэлектрические трансформаторы первой и второй группы, выходы первой группы которых подсоединены к входу усилителя, а второй группы - к первому формирователю по- 26 стоянного уровня, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены первый и второй триггеры управления, интегратор, ключ, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй элементы

И и схема сравнения, первый вход которой подсоединен к выходу усилителя, второй вход схемы сравнения соединен с выходом интегратора и сигнальным,30 входом ключа, выход которого является выходом устройства, а выход схемы сравнения подключен к суммирующему входу счетчика, к первому входу первого элемента И, второй вход которогоз подсоединен к выходу переполнения счетчика, а выход nepeoro элемента И подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, к нулевому входу первого триггера управления, единичный выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход подсоединен к стробирующему входу дешифратора, выход схемы сравнения подключен к единичному входу второго триггера управления и к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу формирователя постоянного уровня, который своим выходом соединен с первым входом интегратора, второй вход первого элемента ИЛИ, второй вход интегратора, установочный вход счетчика, единичный вход первого триггера управления и пеовый вход второго элемента ИЛИ соединены с шиной запуска устройства, выход второго элемента ИЛИ соединен с нулевым входом второго триггера управления, единичный выход. которого подсоединен к управляющему входу ключа, Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP к 389520, кл. 0 06 С 7/26, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР и 525122, кп. G 06 G 7/26, 1977 (прототип).

951230

Тираж 733 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Рауаская наб., д. 4/5

Заказ бб01/39

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Ю. Петренко

Редактор С. Тараненко Техред И,Рейвес Корректор М. Демчик а