Функциональный генератор

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для синтеза сигналов сложной формы, моделирования процессов, в измерительно-вычислительных комплексах, требующих преобразования цифровых сигналов в аналоговые. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается за счет программируемого управления длительностью импульсов сглаживания и уровнем входного сигнала в.реальном масштабе времени, Дпя достижения этой цели генератор импульсов вьшолнен управляемым и в него дополнительно введены цифроаналоговый преобразователь 13, операционньй усилитель 16, второй 7 и третий 15 блоки памяти, формирователь 12 импульсов считывания и записи . Кроме того, функциональньй генератор содержит генератор 1 импульсов , первый блок 2 памяти, элементы 3, 4, 6 и 14 памяти, формирователь 5 импульсов записи, формирователи 8 и 9 импульсов, инвертор 10, сумматор 11, выход 17 устройства, вход 18 установки формирователя 12, входы 19 и 20 управления. Работа функционального генератора поясняется по временным диаграммам, приведенным в описании изобретения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1396151 (gg 4 G 06 G 7/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3881565/24-21 (22) 11.04.85 (46) 15,05.88. Бюл. N 18 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и испытательный институт медицинской техники (72) P.А,Нижаметдинов, Ю.А.Гагарин и И.З.Гуревич (53) 621.373(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 726542, кл, G 06 G 7/26, 1977 °

Авторское свидетельство СССР

Ф 1182637, кл. Н 03 К 3/64, 1983. (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для синтеза сигналов сложной формы, моделирования процессов, в измерительно-вычислительных комплексах, требующих преобразования цифровых сигналов в аналоговые. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей — достигается за счет программируемого управления длительностью импульсов сглаживания и уровнем входного сигнала в.реальном масштабе времени. Для достижения этой цели генератор импульсов выполнен управляемым и в него, дополнительно введены цифроаналоговый преобразователь 13, операционный усилитель 16, второй 7 и третий 15 блоки памяти, формирователь 12 импульсов считывания и записи. Кроме того, функциональный генератор содержит генератор 1 импульсов, первый блок 2 памяти, элементы

3, 4, 6 и 14 памяти, формирователь 5 импульсов записи, формирователи 8 и 9 с импульсов, инвертор 10, сумматор 11, выход 17 устройства, вход 18 установки формирователя 12, входы 19 и 20 управления. Работа функционального генератора поясняется по временным диаграммам, приведенным в описании изобретения. 1 з п. ф-лы, 2 ил.!

396151

Изобретение относится к импульс,.ной технике и может быть использовано для синтеза сигнала сложной формы, моделирования процессов в измерительно-вычислительных комплексах, требующих преобразования цифровых сигналов в аналоговые, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения программируемого управления длител:ьно< тью импульсов сглаживания и уровнем выходного сиг,нала в реальном масштабе времени.

На фиг. 1 изображен функциональ-! ный генератор; на фиг. 2 — временные ,диаграммы, поясняющие его работу.

Функциональный генератор содер-. жит генератор 1 импульсов, первый блок 2 памяти, первый 3 и второй 4 2п ,элементы памяти, входы которых сое, динены с выходом первого блока 2 памяти, формирователь 5 импульсов записи, первый и второй выходы которого соединены с управляющими входами пер- 25 ного 3 и второго 4 элементов памяти соответственно, третий элемент 6 памяти, выход которого соединен с входом управления генератора 1 импуль.,сов, второй блок 7 памяти, выход ко- 30 торого подключен к входу третьего элемента 6 памяти, первый формирователь

8 импульсов, сигнальный вход которого соединен с первым выходом генератора 1 импульсов, а управляющий вход подключен к выходу первого элемента .

3 памяти, второй формирователь 9 импульсов, управляющий вход которого соединен с выходом второго элемента

4 памяти, инвертор 10, вход которого подключен к первому:выходу генератора

1 импульсов, а выход — к сигнальному входу второго формирователя 9 импульсов, сумматор 11, первый и второй входы которого соединены с первым 8 и вторым 9 формирователями соответственно, формирователь 12 импульсов чтекия и записи, вход синхронизации которого подключен к входу формирователя 5, входу первого блока 2 памя- О ти и второму выходу генератора 1 импульсов, а первый выход соединен с входами управления третьего элемента 6 и второго блока 7 памяти, цифроаналоговый преобразователь 13, вход опорного напряжения которого соединен с выходом сумматора 11, четвертый элемент 14 памяти, выход которого подключен к информационному входу цифроаналогового преобразователя 13, третий блок 15 памяти, вход управления которого соединен с входом управления четвертого элемента 14 памяти и вторым выходом формирователя 12, опе рационный усилитель 16, вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя 13, а выход является выходом 17 устройства, причем входом 18 установки является вход установки формирователя 12, первым входом 19 и вторым входом 20 управления — входы выключения второго блока

7 и третьего блока 15 памяти соответственно.

На фиг. 2 обозначены временные диаграммы: а — импульсы сглаживания на первом выходе генератора 1, о — импульсы сглаживания на выходе инвертора 10; Ь вЂ” задающие импульсы на втором выходе генератора 1, - импульсы записи на первом выходе формирователя 5; 3 — импульсы записи на втором выходе формирователя 5, e — импульсы на втором выХоде формирователя

12 ж — импульсы на выходе первого формирователя 8, ) — импульсы на выходе второго формирователя 9; и сигнал на выходе операционного усилителя 16.

Функциональный генератор работает следующим образом, Генератор 1 импульсов по первому выходу вырабатывает последовательность импульсов требуемой формы, например треугольной (фиг. 2б), и частоты следования, служащих исходными импульсами сглаживания, а по второму выходу — последовательность импульсов прямоугольной формы (фиг.26), которые являются задающими по частоте импульсами сглаживания и задатчиками времени для формировайия импульсов считывания информации из блоков памяти и записи в элементы памяти.

Импульсы генератора 1 по его первому и второму выходам жестко привязаны по времени и имеют одну и ту же частоту следования (фиг. 2,а,6).

Импульсы генератора 1 поступают на сигнальные входы первого формирователя 8 импульсов (фиг. 7a), а на второй формирователь 9 импульсов поступают через инвертор 10 (фиг.

2,ь ) . .В каждом из формирователей 8 и 9 импульсов осуществляется нормирование входных импульсов путем дис3

13961 кретного регулирования их коэффициентов передачи таким образом, чтобы амплитуды импульсов были равны мгновенным значениям выходного сигнала в соответствующие моменты времени (фиг. 2,)к, p,u )

Установка значения амплитуды в каждом иэ формирователей осуществляется через их управляющие входы с по- 10 мощью первого и второго элементов

3 и 4 памяти в начале каждого периода. Коды, записанные в элементах 3 и 4, сохраняются на всем периоде формирования импульса. Новые значения 15 кодов записываются в них из блока 2 памяти, содержащего в кодовой форме мгновенные значения выходного сигнала

Управление порядком записи из блока

2 памяти в элементы 3 и 4 памяти 20 осуществляется формирователем 5 импульсов записи. В моменты начала и окончания очередного задающего импульса с второго выхода генератора происходит считывание очередного кода из блока памяти, однако код будет записан в тот либо другой элемент 3 и 4 памяти. В какой из них записать код определяет формирователь 5 импульсов записи. В один из элементов 30 памяти по переднему фронту задающих импульсов записывается код, считываемый по четным адресам, а в другой по заднему фронту задающих импульсовкод по нечетным адресам блока 2 памяти (фиг. 2,В, 2,3). Длительность импульсов с первого выхода генератора

1 определяется кодом на его входе управления, установка которого осуществляется с помощью третьего элемен- 40 та 6 памяти в начале каждого периода (фиг. 2,8). Значение кода, записанное в третьем элементе 6 памяти, сохраняется на всем периоде формирования импульса. Новые значения кодов 45 записываются в него иэ второго блока

7 памяти, содержащего в кодовой форме значения длительности импульсов по первому выходу генератора 1. Управление порядком считывания кодов из второго блока 7 памяти и записи их в третий элемент 6 памяти осуществляется импульсами с первого выхода формирователя 12 импульсов чтения и записи, на вход которого посту- 55 пают импульсы с второго выхода управляемого генератора 1 импульсов.

Нормированные импульсы по амплитуде и длительности с выходов формиро51

4 вателей 8 и 9 поступают на входы сумматора 11, на выходе которого появляется аналоговый сигнал, форма которого записана в закодированном виде в первом блоке 2 памяти (фиг. 2,u) .

Сигнал с выхода сумматора 1! поступает на вход опорного напряжения цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 13, который работает совместно с операционным усилителем (ОУ) 16. В ЦАП 13 осуществляется нормирование выходного аналогового сигнала по уровню путем дискретного регулирования коэффициента передачи. Установка значения уровня выходного сигнала осуществляется через информационные входы ЦАП 13 с помощью четвертого элемента 14 памяти в начале каждого периода выходного сигнала. Значение кода, записанного в элементе 14 сохраняется на всем периоде формирования выходного сигнала. Новые значения кодов записываются в элемент 14 памяти из третьего блока 15 памяти, содержащего в кодовой форме значения уровня выходного сигнала эа определенное время генерации выходного сигнала.

Управление порядком считывания кодов из третьего блока 15 памяти и записи их в третий элемент 14 памяти осуществляется импульсами с второго выхода формирователя 12 импульсов чт ния и записи (фиг. 2,e) . В формирователе 12 импульсов чтения и записи происходит деление частоты импульсов, поступающих с второго выхода генератора 1 импульсов.

Коэффициенты деления по первому и второму выходам формирователя 12 могут быть различными и устанавливаются перед генерацией сигнала по внешнему входу 18 установки. Коэффициент деления по первому выходу определяется соотношением частоты изменения длительности сглаживающих импульсов к частоте задающих импульсов с второго выхода генератора 1.

Коэффициент деления по второму выходу формирователя 12 определяется ,соотношением периода выходного сигнала с периодом импульсов с второго выхода генератора 1 импульсов, В формирователе 12 импульсов чтения и записи формируется импульс (фиг.2,e), который пос-.упает на вход третьего блока 15 памяти и управляющий вход

1396151 четвертого элемента 14 памяти. При этом происходит считывание очередного значения кода из третьего блока

15 памяти и запись его в четвертый элемент 14 памяти. Выходной сигнал, .нормированный по уровню на каждом его периоде, через ОУ 16 поступает на выход 17 функционального генератора. 10

При генерации сигналов большой длительности и/или использовании сглаживающих импульсов постоянной длительности после записи значений управляющих кодов н третий и четвертый элементы 6 и 14 памяти сигналом по первому и второму входам 19 и 20 управления могут быть отключены второй и третий блоки 7 и 15 памяти.

Таким образом снижаегся потребляемая 20 мощность функционального генератора.

При генерации .игналов малой длительности и/или переменной длительности импульсов сглаживания третий и четвертый элементы 6 и 14 памяти 25 могут. отсутствовать в функциональном генераторе. При этом управляющие коды из второго блока / памяти поступают непосредственно на вход управ. пения .генератора 1 импульсов, а иэ третьего блока 15 памяти — на информационный вход ЦЯЛ 13.

Формула из обретения

Функциональный генератор, содержащий генератор импульсов, первый блок памяти, первый и второй элементы памяти, входы данных которых соединены с выходом первого блока 40 памяти, формирователь импульсов записи, первый и второй выходы которого соединены с управляющими входами первого и второго элементов памяти соответственно, первый и второй формирователи импульсов„ управляющие входы когорых подключены соответственно к выходам первого и второго элементов памяти, инвертор, вход которого соединен с сигнальным входом пер- 50 ного формирователя импульсов и первым выходом генератора импульсов, второй выход которого подключен к входу первого блока памяти и входу формирователя импульсон записи сумматор,, 55 первый и второй входы которого подключены к выходам первого и второго формиронателей импульсон, причем сигнальный вход второго формирователя импульсов соединеH с выходом иннертора, отличающийся тем, что, с целью расг ирения функциональных воэможностей путем обеспечения программируемого управления длительностью импульсов глаживания и уровнем выходного сигнала, генератор импульсон выполнен управляемым и в устройство введены цифроаналоговый преобразователь, вход опорного напряжения которого соединен с выходом сумматора, операционный усилитель, Bxод которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, а выход является выходом устройства, второй блок памяти, выход которого подключен к входу управления генератора импульсов, третий блок памяти, выход которого подключен к информационному входу цифроаналогового преобразователя, формирователь импульсов чтения и записи, вход синхронизации которого соединен с вторым выходом генератора импульсон, первый и второй выходы — соответственно с входами управления второго и третьего блоков памяти, а вход установки является входом установки у< тройстна.

2. Генератор по п. !, о т л ич,а ю шийся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности за счет выключения второго и третьего блоков памяти при генерации сигналов большой длительности, в него введены третий элемент памяти, включенный между входом управления генератора импульсов и выходом второго блока памяти, и четвертый элемент памяти, включенный между выходом третьего блока памяти и информационным входом цифроаналогового преобразователя, причем входы управления третьего и четвертого элементов памяти соединены с первым и вторым выходами формирователя импульсов чтения и записи соответственно, а входы выключения второго и третьего блоков памяти являются соответственно первым и вторым входами управления устройства, 1396151

Составитель Ю.Акаткин

Редактор А.Лежнина Техред М.Дидык Корректор В.Гирняк

Закаэ 2497/51 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений иоткрытий

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

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, .4