Цифровой функциональный генератор

Цифровой функциональный генератор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (840853

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социапистическик

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.04.78 (2l ) 2602030/18-24 (5) ) М Кл

G 06 F 1/02 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Гасударственный кемнтет

СССР

Ояубликоваио 23.06.81. бюллетень М 23

Дата опубликования описания 23.06.81

IIo делам нзебретеннй н открытий.(53 ) УЙ K 68 1.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. С. Деркунов и Н. И. Украдыженко (7!) Заявитель (54) БИФРОВОЙ ФУНКБИОНАПЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к вычислитель" ной технике и может быть использовано в цифровой измерительной аппаратуре инфранизких частот, в системах автоматического управления.

Известны цифровые генераторы функций которые используют ступенчатую аппроксимацию при воспроизведении функций и содержат опорный генератор тактовой частоты, преобразователь код-частота, формирователь периода функпий, блок управлето ния, формирователь неравномерной импульсной последовательности, реверсивный счетчик, триггер реверса, дешифратор считывания информации счетчика, квантова15 тель функций, программный аттенюа-.-. тор воспроизводимой функции (1j

- Однако известные устройства не позволяют реализовать параллельный выход синусоидального и косинусоидального сигналов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой функциональный генератор, который содер2 жит опорный генератор тактовой частоты,: подключенный к входу преобразователя кода в частоту, формирователь периода функций, блок управления, выходы которого соединены с соответствующими входами опорного генератора тактовой частоты, преобразователя кода в частоту, формирователя периода функций (2) .

Однако известный генератор не позволяет получать в качестве выходных сигналов косинусоидальные и синусоидальные колебания одновременно, кроме того он не позволяет получать мгновенные значения функций косинуса : -.инуса.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора, заключающегося в возможности одновременного формирования функций синуса и коси-. нуса и получения мгновенных значений этих функций.

Указанная цель достигается тем, что цифровой функциональный генератор, содержащий опорный генератор тактовой частоты, преобразователь кода в честоту, 3 84Î85 формирователь периода, блок управления, причем выход опорного генератора тактовой частоТы подключен к частотному входу преобразователя кода в частоту, кодовый вход которого подключен к первому выхо5 ду кода управления блока управления, первый выход запуска которого подключен к управляющему входу опорного генератора тактовой частоты, кодовый вход формирователя периода подключен ко второму вы- О ходу кода управления блока управления, он содержит генератор одиночных импульсов, элемент ИЛИ, распределитель, блок . памяти, регистр октантов, коммутатор и два цифроаналоговых преобразователя, причем выходы преобразователя кода B частоту и генератора одиночных импульсов соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к частотным входам формирователя периода и распреде pg лителя, выход формирователя периода подключен к установочным входам распределителя и регистра октантов, выходы ре-гистра октантов соединены с управляющими входами коммутатора и цифроаналоговых, д преобразователей, выход распределителя подключен ко входу олока памяти выходы у которого соединены со входами коммутатора, последний выход распредели. ели соединен со входом первого разряда регист- у ра октантов, выходы коммутатора соединены се входами цифроаналоговых преобразователей, вход генератора оцино™ных импульсов соецинен со вторым выходом загуска блока управления. 35

На чертеже представлен= схема цифрового функционального генератора.

Нифровой ф нкциональный генератор со-: держит опорный генератор 1 тактовой частоты, преобразователь 2 кода в частоту, блок 3 управления, генератор 4. одиночных импульсов, элемент ИЛИ 5, формирователь 6 периода (функций), распределитель 7, блок 8 памяти, регистр 9 октантов, коммутатор 10 кодов, цифроаналоговые преобразователи 11 и 12.

Выход опорного генератора L тактовой частоты подключен к входу преобразователя 2 кода в частоту. Выходы блока 3 управления соединены с соответствующими входами опорного генера гора 1 тактовой частоты, преобразователя 2, формирователя 6 периода функций, распределителя 7, генератора 4 одиночных импульсов. Выход преобразователя 2 код-часто.та и выход генератора 4 одиночных импульсов подключены через элемент

ИЛИ 5 к счетным входам формирователя

6 периода фу.нкций и распределителя 7.

3 ф

Выход формирователя 6 соединен с установочными входами распределителя 7 и регистра 9 октантов. Входы каждого из преобразователей 11 и 12 соединены через последовательно соединенные блок 8 памяти и коммутатор 10 кодов с одним из выходов распределителя 7, другой выход которого подключен к входу регистра

9 октантов. Выходы регистра октантов соединены с соответствующими входами коммутатора 10 кодов и преобразователей 11 и 12. цифровой генератор работает следующим образом.

Предусмотрено два режима работы: автоколебательный и режим однократного запуска. B случае автоколебательного ре жима с блока 3 управления подается включающий потенциал на генератор 1 тактовой частоты, с выхода которого равномерная последовательность кварцованных импульсов поступает на вход преобразователя 2 . Ha выходе преобразователя 2 имеет место равномерная импульсная последовательность с частотой, пропорциональной коду управления, установленному в блоке 3 управления, которая через элемент ИЛИ 5 поступает на счетные входы формирователя 6 периода функций и распределителя 7. Формироват ль 6 тредставляет собой цифровой управляемый делитель частоты, коэффициент деления которого пропорционален коду

;-„равления и равен числу квантов на период воспроизводимой функции. При поступлении в формирователь 6 количес тва им

: i ульсов, равного количес тву KBGHTGB HB

::=:риод функции, а следовательно, равного коэффициенту деления частоты формирователя 6, на выходе последнего сформируется импульс, который произведет начальную установку распределителя 7 и регистра 9 октантов. Распределитель 7 представляет собой управляемый реверсивный сдвигающий регистр. Шаг сдвига зависит от шага квантования аргумента функций и задается кодом с блока 3 управления. На счетный вход распределителя 7 поступает равномерная импульсная последовательность. Импульсы, представляющие О-1 переходы разрядов распределителя 7, поступают на адресные шины блока 8 памяти. Импульсы, длительность которых равна длительности одного октанта, с выхода кольцевого регистра 9 ок".: актов объединяются схемами дизьюнкцни, сигналы с которых управляют работой коммутатора 10 колов и преобразозначение определяется количеством им- UL (8) = О - Вси (Nae) пульсов„поступивших на счетный вход И)= и распределителя 7 после прихода импуль- = u "(и,в) изобре тени я

Форм ула

Йифровой функциональный генератор, содержащий опорный генератор тактовой частоты, преобразователь коде в частоту, формирователь периода, блок управления, причем выход опорного генерато-, ра тактовой частоты подключен к частот5 8408 вателей 11 и 12. Блок 8 памяти представляет собой постоянное запоминающее устройство, на одном выходе которого формируются двоичные параллельные коды синуса в пределах одного октанта, на другом выходе — двоичные параллельные коды косинуса. Коды синуса и косинуса углов формируются одновременно и их са начальной установки. За один цикл (сдвиг вправо и влево) управляемого реверсивного сдвигающего регистра происходит формирование кодов в пределах

1S квадранта. С выходов блока 8 памяти двоичные коды поступают на коммутатор 10 кодов. Соотношения stH (45 - 6 )

= coS (45 + e ) Соя(45 - e ) = sin(45 +

+ 8 ) позволяют сформировать коды синуса и косинуса, коммутируя исходные отрезки. Так коммута ция кодов при .„ формйровании в пределах углов от 0 до 90 осуществляется при переходе через угол 45 . В этот же момент происходит реверс распределителя. Коммутатор 10 кодов управляется сигналами с регистра 9 октантов. Один сигнал осуществляет коммутацию при формировании кодов в пределах первого,. четвертого, 50 пятого, восьмого октантов, второй в пределах второго, третьего, шестого, седьмого октантов.

Таким образом, на одном выходе коммутатора 10 кодов формируются параллель)S ные двоичные коды, соответствующие абсолютным значениям функции синуса, а на другом;выходе — коды, соответствующие абсолютным значениям функции коси- . нуса. Преобразователи 11 и 12 осуществляют преобразование параллельных двоичных кодов, соответствующих абсолютным значениям.функций синуса и косинуса в сииусоидальное и косинусоидальное напря45 жения. С целью получения биполярного напряжения преобразователи 11 и 12 управляются сигналами знака функций с регистра 9 октантов. С выхода преобразователей 11 и 12 снимаются аналоговы сигналы функ1цгй синуса и косинуса.

B случае работы цифрового генератора в режиме однократного запуска с блока 3 управления подается включагощий потенциал на генератор 4 одиночных импульсов и потенциал; запрещающий прохождение импульсов, с опорного генератора 1 тактовой частоты. С выхода генератора 4 импульсы через элемент ИЛИ 5 посту53 6 пают на счетные входы распределителя 7 и формирователя 6 периода функций. Дальнейшая работа цифрового синусо-косцнусного генератора происходит также как и в автоколебательном pewme. Мгновенные значения функций (на L -й ступени) па выходе генератора определяются по формуле где Ц„, — амплитуда напряжения функций;

Й вЂ” число однократных запусков (количество импульсов), поступивших на счетный вход распределителя 7 после импульса начальной установки;

Ь 8 - значение угла, соответствующее одному дискрету функций;

Nh8 — текущее значение угла.

Таким образом, йредлагаемый цифровой генератор позволяет получать одновременно синусоидальное и косинусоицальное напряжение, а также напряжения, соответствующие мгновенным значениям этих функций. Сформированные функции жестко связаны по фазе, что очень существенно. Цифровой генератор позволяет получать также гармонические колебания различной частоты и .с различным шагом квантования.

Использование изобретения в измерительной аппаратуре позволяет значительно увеличить точность измерения параметров сигналов объекта исследования.

Кроме того, цифровой генератор позволяет параллельно с аналогЬвыми сигналами снять с выходов коммутатора 10 кодов параллельные двоичные коды ортогональных функций, а также сигналы знака функций с регистра 9 октантов.

Все перечисленные достоинства значительно расширяют функцнональные возможности и сферу применения цифрового синусно-..косинусного генератора.

40853 . 8 периода подключен к установочным входам распределителя и регистра октантов, вы- ходы Регистра октантов соединены с управляняпими входами коммута Фора и цифроаналоговых преобразователей, вы ;од Распределителя подключен ко входу блока памяти, выходы которого соединены со, входами . коммутатора, последний выход распределителя соединен со входом пер10 вого разряда регистра октантов, выходы коммутатора соединены со входами мфроаналоговых преобразователей, вход ге« нератора одиночных импульсов соединен со вторым выходом запуска блока управ;Й ленин =

7 8 ному входу преобразователя кода в частоту, кодовый вход которого подключен к первому вых6ду кода управления блока управления, первый выход запуска которого подключен к управляккпему входу опдрного reseparopa тактовой частоты, кодовый 8xog формирователя периода подключен ко второму выходу кода управления блока управления, î r л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора, заключающегося в возможности одновременного. формирования функций синуса и косинуса и получении мгновенных значений этих функций, он содеричит гене= ратор одиночных импульсов, лемеит ИДИ„ распределитель, блок памяти, Регистр оптантов, коммутатор и два цифроаналоговых преобразователя, причем .выходы преобразователя кода в частоту и генератора оди= ночных импульсов соедянень. со входаь...и элемента ИЛИ выход которого подключен к частотным вх дам формв:."л.".,.! .1.еля перио да и распределителя, выход формирователя

Источники информации, "-"-- <> ." «=: при экспертизе

C™ Kî Р >.- Бифровая измер итель-" .; ïàðàòóðà инфранизких час" (. вязь", 1976„с. 312., - .вы.о "кое свидетельство СССР ь мзда.; -,.„" кл, 606 Е/02, 1972 (прототип„: