Цифровой генератор гармонических колебаний

Цифровой генератор гармонических колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

йоюа Соеетских

Социалистических

Республик (61) Дополпительное к агт. свид-ву— (22) Заявлено 24.09.76 (21) 2406821/18-24 (51) М. Кл. G 06F 1/02 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.12.78. Бюллетень № 48 (45) Дата опубликования описания 30.12.78 (53) УДК 681.3(088.8) ло делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

А. В. Гусев и В. H. Ахметов (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР ГАРМОНИЧЕСКИХ

КОЛ ЕБАН И Й

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах цифровых радиально-круговых разверток, устройствах цифрового автоматического управления, в тригонометрических вычислителях, в цифровых анализаторах и др. для генерирования синусоидально-меняющихся кодов и частоты.

Известен цифровой генератор гармонических колебаний, содержащий умножитель, делитель частоты, коммутатор, реверсивные счетчики и триггеры (1).

Известный генератор работает по принципу двоичного интегрирования, что приводит к накоплению погрешности и снижает точность воспроизведения функции.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является цифровой генератор гармонических колебаний, содержащий генератор тактовых импульсов, первый выход которого подключен к входу и-разрядного счетчика аргумента, k (k(n — 2) младших разрядов которого, с нулевого до (k — 1)-й, подключены своими выходами к первой группе управляющих входов преобразователя частоты импульсов, выходы двух старших разрядов счетчика аргумента, (п — 1)-го и (и — 2)-го, подключены к входам формирователя знаков генерируемых функций, выход (n — 2) -го разряда— к соответствующему управляющему входу коммутатора, выходы коммутатора — к входам реверсивных счетчиков (2).

Недостатком известного генератора явля5 ется сложность, вызванная необходимостью корректировки его состояния по мере накопления погрешности воспроизведения функции, а также невозможность получения кода суммы синуса и косинуса без до10 полнительных аппаратурных затрат.

Целью изобретения является упрощение цифрового генератора гармонических колебаний и расширение его функциональных возможностей, а именно, дополнительное ге15 нерирование суммы синуса и косинуса.

Поставленная цель достигается тем, что генератор содержит управляемый инвертирующий блок и коммутатор каналов синуса и косинуса, причем выходы разрядов

20 счетчика аргумента, с k-го по (n — 3) -й, подключены к информационным, а первый выход генератора тактовых импульсов к управляющему входу управляемого инвертирующего блока, выходы которого под23 ключены к второй группе управляющих входов преобразователя частоты импульсов, тактовый вход преобразователя частоты импульсов подключен к второму выходу генераторов тактовых импульсов, вы30 ход — к информационному входу коммутато640283 ра каналов синуса и косинуса, упраьляющие входы которого подключены соответственно: первый и второй выходы генератора тактовых импульсов, а также выход (n — 2)-го разряда счетчика аргумента подключены соответственно к первому, второму и третьему управляющему входу коммутатора каналов синуса и косинуса, выходы которого подключены к информационным входам коммутатора, кроме того, и двух инверторов, причем первые входы первого и четвертого элементов И непосредственно, а второго и третьего — через первый инвертор подключены к первому управляющему входу коммутатора каналов синуса и косинуса, вторые входы всех элементов

И вЂ” к второму управляющему входу, третьи входы второго и четвертого элементов И непосредственно, а нервого и третьего элементов И через второй инвертор подключены к третьему управляющему входу, четвертые входы всех элементов И подключены к информационному входу коммутатора каналов синуса и косинуса, выходы первого и второго элементов И через первый, а третьего и четвертого элементов И через второй элемент ИЛИ подключены к соответствующим выходам коммутатора каналов синуса и косинуса.

На чертеже изображен цифровой генератор гармонических колебаний.

Генератор содержит счетчик аргумента

1, управляемый инвертирующий блок 2, преобразователь 3 частоты импульсов, коммутатор 4 каналов синуса и косинуса, коммутатор 5, реверсивные счетчики 6, 7, формирователь 8 знаков генерируемых функций, генератор 9 тактовых импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 9 тактовых импульсов вырабатывает две серии импульсов: с частотой

Fp на первом выходе (А), с частотой 2Fp— на втором выходе (Б). Разряды с k-го по (и — 3) -й счетчика аргумента 1 задают значение аргумента в пределах Π—:90, а единица k-го разряда определяет величину очередного интервала аппроксимации функций синуса и косинуса. Период наполнения k младших разрядов, с нулевого по (k — 1)-й, равный 2 /Fp, определяет период формирования функций на одном интервале аппроксимации, Абсолютное значение функций синуса и косинуса формируются на выходах реверсивных счетчиков 6, 7.

Число импульсов, поступающих на входы каждого из счетчиков 6, 7 на каждом очередном участке линейной аппроксимации, лежит в пределах 1 —:2, определяется пропорционально производной линейно-аппроксимирующей функции и задается преобразователем частоты импульсов 3. Преобразователь частоты импульсов достаточно запрограммировать лишь для углов а=

=0 —:90, например, для функции синуса.

Так например. если на i частке лин йнсй аппроксимации с начальным значс-нием аргумента а;, которое задается разрядами

k —:(и — 3) счетчика аргумента, на вход реверсивного счетчика (6 или 7) должно поступить М импульсов (М(2"), следовательно, М кодовых комбинаций (равноотстоящих или произвольных) на выходах младших разрядов счетчика 1 должны быть разрешающими (при заданной кодовой комбинации а; для прохождения импульса со входа преобразователя частоты (точка

Б) на его выход (точка Н). Такое программирование осуществляется для каждого состояния выходов разрядов k —:(и — 3) счетчика 1 и, таким образом, преобразователь частоты 4 может быть представлен как комбинационная схема с двумя группами управляющих входов и одним тактовым входом. Конкретное логическое описание блока 4 зависит от особенностей аппроксимирующей функции. Благодаря наличию второго (Б) выхода тактового генератора каналы синуса и косинуса разделены во времени: в паузе между тактовыми импульсами с первого выхода генератора 1 (точка

А) коммутаторы 4, 5 обеспечивают подключение счетчика 6, а во время действия тактового импульса — счетчика 7, либо наоборот, в зависимости от значения знакового разряда и — 2 счетчика 1. При этом для канала синуса код аргумента а, подается на входы блока 3 в прямом, а для канала косинуса в инверсном виде (лнбо наоборот), обеспечивая переход к дополнител ному углу 90 — а.

Коммутатор 5 по сигналам с (n — 2) -го разряда счетчика 1 переключает выходы коммутатора каналов 4 на суммирующие или вычитающие входы счетчиков 6, 7.

На выходе Н присутствуют импульсы обоих каналов, следовательно, их сумма пропорциональна сумме синуса и косинуса, взятых по модулю, В рассмотренном генераторе гармонических колебаний по сравнению с известным исключен один преобразователь частоты импульсов и делитель частоты, отсутствуют блоки корректировки состояний реверсивных счетчиков, кроме того, дополнительно обеспечено формирование кода суммы синуса и косинуса.

Формула изобретения

1. Цифровой генератор гармонических колебаний, содержащий генератор тактовых импульсов, первый выход которого подключен к входу и-разрядного счетчика аргумента, lг (k(n — 2) младших разрядов которого, с нулевого по (k — 1)-й, подключены своими выходами к первой группе управляющих входов преобразователя частоты импульсов, выходы двух старших разрядов счетчика аргумента, (n — 1)-го и (n—

640283

) -ГО tt0 tv. ttt ttt-ítt У," ig1:! F,ОРм .. Ор I tr ля знаков генерируемых функций, выход (и — 2) -го разряда — к соответствующему управляющему входу коммутатора, выходы коммутатора — к входам реверсивных 5 счетчиков, отличающийся тем, что, с целью упрощения цифрового генератора гармонических колебаний и расширения его функциональных возможностей,а чст дополнительного генерирования суммы си- 10 нуса и косинуса, он содержит управляемый инвертирующий блок и коммутатор каналов синуса и косинуса, причем выходы разрядов счетчика аргумента, с Й-ro по (ив

3)-й, подключены к информационным, а 15 первый выход генератора тактовых импульсов — к управляющему входу упавляемого инвертирующсго блока, выходы которого подключены к второй группе управляющих входов преобразователя частоты 20 импульсов, тактовый вход преобразователя частоты импульсов подключен к второму выходу генератора тактовых импульсов, выход — к информационному входу коммутатора каналов синуса и косинуса, первый 25 и второй выходы генератора тактовых импульсов, а также выход (и — 2)-го разряда счетчика аргумента подключены соответственно к первому и второму и третьему управляющему входу коммутатора каналов 30 синус а и косинуса, выходы которого подключены 1 ннфоргтационным в одам мутатора.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что коммутатор каналов синуса и косинуса состоиг из четырех элементов И, двух элементов ИЛИ и двух инверторов, причем первые входы первого и четвертого элементов И непосредственно, а второго и третьего — через первый HHBLpTOp подключены к первому управляющему входу коммутатора каналов синуса и косинуса, вторые входы всех элементов И вЂ” к второму управляющему входу, третьи входы второго и четвертого элементов И непосредственно, а первого и третьего элементов И— через второй инвертор подключены к третьему управляющему входу, четвертые входы всех элементов И подключены к информационному входу коммутатора каналов синуса и косинуса, выходы первого и второго элементов И через первый, а третьего и четвертого элементов И через второй элемент ИЛИ подключены к соответствующим выходам коммутатора каналов синуса и косинуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 419896, кл."- G 06F 15/34, 03.05.71.

2. Авторское свидетельство СССР № 390520, кл."- С1 06F 1/02, 26.04.71.

640283 Fn =siinXn хп i A(a 2 .9д -Д, Составитель В. Байков

Техрсд А. Камышникова Корректоры: А. Степанова и Е. Хмелева

Редактор Ю. Челюканов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2724/6 Изд. Ке 783 Тираж 799 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изооретепий и открытий

113035, Москва, УК-35, Раушская наб., д. 4 5