Цифровой генератор гармонических функций Советский патент 1985 года по МПК G06F1/02 

Изобретение относится к автоматике и бычислительнйй технике и может быть использовано b анализаторах спектра, функциональных преобразователях, в системах связи, автоматического управления и контроля. Известен цифровой генератор гармонических функций, содержащий задаю щий генератор, счетчик аргумента и счетчик квадрантов, шифратор, сумматор по модулю два, блок памяти, счет чик числа ординат, счетчик параметра частоты и накапливающий сумматор П. Недостатком HSBecTHoio генератора является большой объем памяти, необходимой для хранения значений синуса и косинуса для значений аргумента в интервале О -If/2. Наиболее близким к предлагаемому является цифровой генератор гармонических функций, содержащий блок синхронизации, счетчик аргзмента, счетчик квадрантов, два блока памяти, шифратор, сумматор, сумматор по моду лю два, два коммутатора, элемент ИЛИ причем выход блока синхронизации под ключен к входу счетчика аргумента, инфогмационный выход которого подклю чек к входам Элемента ИЛИ и первым информационным входам сумматора и первого коммутатора, выход элемента ИЛИ подключен к второму информационному входу сумматора, выход сумматора подключен к второму информационно му входу первого коммутатора, выходы которого подключены к адресным входа блоков памяти, выходы блоков памяти через второй коммутатор подключены к выходным шинам генератора,, выход переполнения счетчика аргумента подключен к входу счетчика квадрантов и управляющему входу первого коммута тора, выход элемента ИЛИ, вьпсод пере полнения счетчика аргумента и выход первого разряда счетчика квадрантов подключены к входам шифратора, выход которого подключен к управляющему входу второго коммутатора, выходы разрядов счетчика квадрантов подключены к входам сумматора по модулю два выкод которого, & также выходвторого разряда счетчика квадрантов являются знаковыми выходами генератора 2}. Недостатком известного генерато ра является его сложность. . Цель изобретения - упрощение генератора. Поставленная цель достигается тем,, что цифровой генератор гармонических . функций, содержащий блок синхронизации, счетчик аргумента, счетчик квадрантов, блок памяти, элемент ИЛИ, первый сумматор, шифратор, регистры синуса и косинуса, причем первый выход блока синзсронизации подключен к входу счетчика аргумента, информационный выход счетчика аргумента поразрядно подключен к входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу шифратора, выход переполнения счетчика аргумента подключен к входу счетчика квадрантов, выходы регистров синуса и косинуса являются выходами генератора, содержит второй и третий сумматоры, два блока преобразования в инверсньй код и элемент И, причем информационный выход счетчика аргумента через первый блок преобразования в ийверсный ход подключен к первому входу первого сумматора, выход которого подключен к адресному входу блока памяти, выход блока памяти через второй блок преобразования в инверсный код подключен к первому входу второго сумматора, выход которого подключен к информационным входам регистров синуса и косинуса, выходы первого и второго разрядов счетчика квадрантов подключены к входам первого и второго разрядов первого операнда третьего сумматора выход первого разряда третьего с матора подключен к управляющему первого блока преобразования в инверсный код, первому входу элемента И. и второму входу шифратора, выход второго разряда третьего сумматора подключен к второму входу второго сумматора, управляняцему входу второго блока преобразования в инверсный . код и третьему входу шифратора, выход которого подключен к входам знаковых разрядов регистров синуса и косинуса, выход элемента ИЛИ подключен к второму входу элемента И, выход элемента И подключен к второму входу первого сумматора, второй выход блока синхронизации подключен к синхронизирующему входу регистра синуса и входу второго операнда тре-, чьего сумматора, третий выход блока синх ронизации подключен к синхронизирующему входу регистра косинуса.

На чертеже представлена функциональная схема цифрового генератора гармонических функций.

Генератор содержит блок 1 синхронизации, счетчик 2 аргумента, счет- s чик 3 квадрантов, блок 4 памяти, элемент ИЛИ 5, сумматоры 6 - 8, элемент И 9, шифратор 10, блоки 11 и 12 преобразования в инверсный код, регистры 13 и 14 косинуса и синуса. 10

Генератор гармонических функций работает следующим образом.

На периоде 21 при шаге дискретизации их блок 1 синхронизации N 2 отсчетов значений . 15 аргумента х.

№а старших разряда кода аргумента X представляются счетчиком 3 квадрантов, а п-2 младших разряда - счетчиком 2 аргумента.20

В блоке 4 по адресам х хранятся значения sin X для . Для формирования адреса при обращении к блоку 4 памяти используются п-2 разряда счетчика 2, сумматор 6, блок 25 11 преобразования в инверсный код, элемент. ИЛИ 5, элемент И 9 и сумматор 7.

С выхода сумматора 6 на вход блока 4 памяти код адреса поступает в зо одном из трех видов: прямом (для формирования участков нарастания функций , дополнительном (для формирования участков убывания функций) и об ратном (для формирования адреса при . X f/2 для функции синуса и х О для функции косинуса).

Код с выходов счетчика 2 поступа- : ет на блок 11, управлянщий вход которого подключен к выходу младшего 40 разряща сумматора 7 (Q|). При с выхода блока П на вход первого . операнда сумматора 6 поступает прямой код адреса, при Q j 1 - обратньй код. На вход второго операнда сумма- 45 тЬра 6 Поступает выходной сигнал ; элемента И 9, -кртсфый совпадает со значением младшегогразряда суммато ра 7, за исключением комбинации QJ 1, g О (где g - выход элемея- да

та ИЛИ 5), при которой выходной сигнал элемента И 9 принимает значение равное 0. В результате на выходе сумматора 6 формируется прямой код адреса при Qj О, дополнительный код адреса при Q 1 и обратный код /при Q , 1, g 0.

Сигналы QQ и 0| формируются на выходе сумматора 7, На входы первого операнда сумматора 7 поступают сигналы с выхода счетчика 3 квадрантов.,на вход старшего разряда второго операнда сумматора 7 с второго выхода блока 1 синхронизации поступает либо ноль (при этом формируется и записы веется в регистр 14 значение синуса) либо единичный сигнал (формирование и запись в регистр 13 значения косинуг/. са). -Выходной код блока .4 поступает на входы регистров 13 н 14 через управляемый преобразователь, состоящий из блока 12 и сумматора 8.

При Q 1 на входы первого операнда сумматора 8 поступает обратный код блока 4 памяти, на вход младшего разряда второго операнда поступает 1, в результате чего на выходе сумматора 8 формируется дополнитель-. ный код выхода блока 4 памяти, соответствующий отрицательным значениям функции. При QO 0 на выходе сумматора 8 формируется прямой код выхода блока 4 памяти, соответствующий положительным значениям функции.

Значение знакового разряда функции формируется на выходе шифратора 10 и совпадает со значением выхода старшего разряда сумматора 7 за исключением комбинации QO 1 р Q О, g 0, при которой значение знакового разряда равно О, что соответствует нулевому значению Ф5гнкции при значении X f для функции синуса и X 3/2Т для функции косинуса.

Упрощение предлагаемого генератора по сравнению с известным достигизгто в результате исключения двух коммутаторов в каналах синуса и косинуса и использования единого блока памя.

ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР ГАРМОНИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ, содержащий блок синхронизации, счетчик аргумента, счет чик квадрантов, блок памяти, элемент ИЛИ, первый сумматор, шифратор, регистры синуса и косинуса, причем первый выход блока синхронизации подкгаочен к входу счетчика аргумента, информационный выход счетчика аргумента поразрядно подключен к входам элемента ЛЛИ, выход которого подключен к первому входу шифратора, выход пе-реполнения счетчика аргумента подключен к входу счетчика квадрантов, выходы регистров синуса и косинуса являются выходами генератора, отличающийся тем, что, с целью уррощения генератора, он содержит второй и третий сумматоры, два блока преобразования в инверсный код и элемент И, причем информационный выход счетчика аргумента черезпервый блок преобразования.в 1шверсный код подключен к первому Входу первого сумматора, выход которого подключен к адресному входу блока памяти, выход блока памяти через второй блок преобразования в инверсньй код подключен к первому входу второго сумматора, выход которого подключен к информационным входам регистров синуса и косинуса, выходы первого и второго разрядов счетчика квадрантов подключены к входам первого и второго разрядов первого операнда третьего сумматора, выход первого разряда третьего сумматора подключен к управляющему входу первого блока преобразования в инверсный код, первому входу элемента И и второму входу шифратора, выход второго разряда третьего W сумматора подключен к второму входу второго сумматора, управляющему входу второго блока преобразования в инверсный код и третьему входу шифратора, выход которого подключен к: входам знаковых разрящов регистров синуса и косинуса, выход элемента 9д 4i ИЛИ подключен к второму входу элемента И, выход элемента И подключен к 9д (Второму входу первого сумматора, СХ) второй выход блока синхронизации подклочен к синхрониэирукяцему входу регистра синуса и входу второго операцпа третьего сумматора, третий выход блока синхронизации подключен к сияхронизирующему входу регистра косинуса. .