Цифровой генератор инфранизких частот Советский патент 1983 года по МПК H03K4/02 H03K4/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в цифровой измерительной аппаратуре различного назначения.

Известен цифровой генератор инфранизкой частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, -соединенный последовательно со счетчиком импульсов, выходы которого соединены с управляющими входами управляемого делителя напряжения, вход которого соединен с выходом источника эталонного напряжения и использующий принцип приближения функций с помощью параболы Cl.

Недостатком известного генератора является большой коэффициент нелинейных искажений и вследствие этого низкая точность формирования выходных сигналов. .

Наиболее близким к предлагаемому по технической, сущности является генератор, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и счетчик импульсов, старший разряд которого подключен к управлягацему входу переключателя полярности, первый управляемый делитель напряжения, информационный вход которого соединен с источником эталонного напряжения, второй управляемый делитель напряжения, информационный вход которого соединен с выходом первого управляемого делителя напряжения, а выход подключен к входу переключателя полярности, причем управляющие входы управляемых делителей напряжения соединены с выходами разрядов счетчика импульсов t2 3.

В известном генераторе осуществляется аппроксимация синусоиды параболой. При этом коэффициент нелинейных искажений ,5%,т.е. во многих случаях недопустимо велик,

Цель изобретения - повышение точности формирования сигнала за счет уменьшения нелинейных искажений.

Поставленная цель достигается тем что в цифровой генератор инфранизких частот, содержащий последовательно соединенные генера ор тактовых импульсов и счетчик импульсов, старший разряд которого подключен к управляющему входу переключателя полярности, первый управляемый делитель напряжения, информационный вход которого соединен с источником эталонного напряжения, второй управляе «й делитель напряжения, информационный вход которого соединен с выходом первого управляемого делителя напряжения, введены накапливающий сумматор, тактовый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, информационные входы соединены г оразрядно с выходами счетчика импульсов, а выходы каждого

разряда соединены с соответствующими входами первого и второго управляемых делителей напряжения, и суммирующий усилитель, .первый, второй .и третий вход1 1 которого соединены соответственно с выходами первого и второго управляемых делителей напряжения и источника эталонного напряжения, а выход соединен с входом переключателя полярности.

Благодаря указанным особенностям в генераторе осуществляется аппроксимация синусоиды параболой четвертой степени и достигается существенно меньший коэффициент нелинейных искажений, чем в известных устройствах .

На фиг.1.приведена структурная схема генератора; на фиг.2 поясняется метод аппроксимации функции COSX, реализуемый в генераторе.

Цифровой генератор инфранизких частот содержит генератор 1 тактовых импульсов,, счетчик 2 импульсов, накапливающий сумматор 3, первый управляемый делитель 4 напряжения, второй управляемый делитель 5 напряжения, суммирующий усилитель б, переключатель 7 полярности, источник 8 эталонного напряжения.

Выход генератора 1 соединен с входом счетчика 2 и тактовым входом накапливающего сумматора 3, информационные входы которого поразряди но соединены с выходами счетчика 2, а выходы поразрядно соединены с входами первого и второго управляемых делителей 4 и 5 напряжения. Информационный вход первого управляемого делителя 4 соединен с выходом источника 8, его выход,соединен с информационным входом второго управляемого делителя 5. Цервый, второй и третий входы суммируквдего усилителя б соединены соответственно с выходами первого и второго управляемых делителей 4 и 5 и источника 8, а его выход подключен к входу переключателя 7 полярности, управляющий вход которого соединен с выходом старшего разряда счетчика 2.

Генератор работает следующим образом.

.Тактовые импульсы с выхода генератора 1 поступают на вход счетчика 2 и тактовый вход накапливающего сумматора 3. Старший разряд счетчика 2 задает режимы работы накапливающего сумматора J, переключателя 7 полярности и самого счетчика 2 в следующем порядке: пёрдая и.третья четверти формируемого сигнала накапливающий сумматор 3,и счетчик 2 работают в режиме сложения, вторая и четвертая в режиме вычитания, первая и четвертая четверти - переключатель 7 полярности формирует положительную полярность сигнала, втор и третья - отрицательную. Выходной код счетчика 2 поступа на входы накапливающего.сумматора со смещением на один разряд (в сто рону старших разрядов). Такое подключение обеспечивает увеличение выходного кода счетчика 2 вдвое. Н вход младшего разряда накаплив.ающего сумматора 3 подан потенциал л гической единицы. Таким образом, на входы накапливающего сумматора с подачей тактовых импульсов посту пает последовательность нечетных чисел. Накапливающий сумматор 3 осуществляет накопление суммы кодов, поступающих со счетчика 2. С приходом п-го тактового импульса счетчик .2 устанавливает на своих выходах код п, а накапливающий сумматор 3 суммирует код 2(п-1)+1 2п -1, предварительно установленны на его входах, с кодом, хранимым в самом сумматоре. Таким образом, на выходе канапливающего сумматора реализуется код изменяющийся по квадратичному закону П Г1()-п2, (,, ( где п - количество тактовых импуЛь сов, поступивших на тактовые входы счетчика 2 и накапливающего сумматора 3. С выхода сумматора 3 код постуг пает на входы управляемых.делителей 4 и 5. На выходе первого управ ляемого делителя 4 формируется нап жение, реализующее ступенчатую апп ксимацию квадратичной функции где Jgbixl выходное напряжение пер вого .управляемого делит напряжения; N - максимальный информацио ный код управляемого де лителя напряжен|ия; Uj-j- - напряжение эталонного источника напряжения; К. - масштабирующий коэффици ент первого управляемог делителя напряжения; п - количество тактовых импульсов, поступивших на тактовые входы счетчика 2 и накапливающего сумматора. На выходе второго управляемого делителя 5 формируется напряжение, реализующее функцию .. n и О Vt r If J Itf /al , (3) выходное напряжение второго управляемого делителя напряжения; k - масштабирующий коэффициент первого управляемого делителя напряжения. Напряжение с выходов источника 8 и управляемых делителей 4 и 5 поступает на входы суммирующего усилителя 6. Напряжение на выходе суммирующего усилителя б реализует функцию .вь. К ; При К 1,22556, К -0,18405 получим выражение п) (У. 2 . 0,22556 М С выхода суммирующего усилителя 6. однополярный сигнал поступает на вход переключателя 7. Сигнал управления, поступающий со старшего разряда счетчика 2, вызывает срабатывание переключателя 7, осуществляющего реверс полярности выходного напряжения. Полное заполнение счетчика 2 соответствует окончанию периода выходного напряжения. Такое выполнение цифрового генератора инфранизких частот повышает точность формирования выходных колебаний. Функция (5) является равномерным приближением функции cosx (фиг.2) и минимизирует наибольшее значение абсолютной ошибки на отрезке . Наибольшая абсолютная ошибка при таком приближении составляет Д 9- ,,.,(, г1 г -эффициент нелинейных искажений не превышает , 0,1%. Таким образом, точкооть Формирования сигналов, по сравнонию с прототипом, увеличина в 4S лз.

ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР ИНФРАНИЗКИХ ЧАСТОТ, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых . импульсов и счетчик импульсов, ста рший разряд которого подключен к управляющему входу переключателя полярности, первый управляемый делитель напряжения, информационный вход которого соединен с источником эталонного напояження, второй управляемый делитель напряжения, информационный вход которого -соединен с выходом первого управляемого делителя напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точнос ти формирования сигнала за счет уменьшения нелинейных искажений, в него введены накапливающий сумматор, тактовый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, информационные входы соединены поразрядно с выходами счетчика импульсов, а выходы каждого разряда .соединены с соответствующими входами.первого и второго управляемых делителей напряжения, и суммирующий усилитель, первый, второй S и третий входы которого соединены соответственно свыходами первого и второго управляемых делителей напряжения и источника эталонного напряжения, а выход соединен с в.ходом переключателя полярности. сл О) со оо

I // II ,У U)rn{l- I