Цифровой генератор Советский патент 1988 года по МПК G06F1/02 

13

Изобретение относится к специализированным средствам цифровой вычислительной техники для формирования сложных функций времени.

Цель изобретения - упрощение генератора .

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого генератора; на фиг. 2 - эпюры сигналов, поясняющие работу генератора; на фиг. 3 - реализация блока управления.

Генератор содержит блок 1 управления, счетчик 2, триггер 3, первый регистр 4 сдвига, первый элемент И 5 второй элемент И 6, первый элемент ИЛИ 7, второй регистр 8 сдвига, элемент 9 задержки, генератор опорных тактовых импульсов (ГОТИ) 10, схему

11сравнения, делитель-формирователь

12импульсов, второй элемент ИЛИ 13, третий элемент ИЛИ 14, коммутатор 15, третий элемент И 16, четвертый элемент И 17, формирователь 18 импулса, синхронизирующий выход СИ 19, выход 20.

Генератор работает следующим образом.

В исходное состояние генератор приводится сигналом Сброс (эпюра 1 подаваемым с первого выхода блока 1 управления на установочные входы счетчика 2, триггера 3 и регистра 8. При этом во всех разрядах счетчика 2 устанавливаются логические О, на прямом и инверсном выходах триггера 3 устанавливаются соответственно логические 1 и О (эпюры 2 и 3), в первом разряде регистра 8 устанавливается логическая 1, в осталь- ных разрядах - логические О (эпюра 4). Элементы И 5 и 6 закрыты. Состояние других элементов генерато ра произвольно. На выходах 19 и 20 генератора - нулевые уровни (эпюры 5 и 6).

Работа генератора начинается по управляющему импульсному сигналу Пуск (эпюра 7), который поступает с второго выхода блока 1 управления на первый вход первого элемента ИЛИ 7 и далее на установочный вход регистра 4, на вход элемента 9 задержки и на синхронизирующий вход ГОТИ 10, По переднему фронту сигнала Пуск осущестЬляется синхронизация ГОТИ 10 и разр шается поступление опорных тактовых импульсов в дели- т«. ль-ф|п мироп,гте11ь 12, а во всех

Q

g

о

5

Q ...

5

5

0

1

разрядах регистра 4, выходы ,1х подключены к соответствующим пходлм предустановки счетчика 2 и пертзым входам схемы 11 сравнения, устанан- ливается исходный уровень логической 1. Сигнал Пуск, задержанный элементом 9 задержки (эпюра 8), поступает на первый вход второго элемента ИЛИ 13 и далее на информационный вход счетчика 2, в который по переднему фронту задержанного сигнала Пуск поступает также на первый вход третьего элемента ИЛИ 14 и далее на сдвигающий вход регистра 8 и сигнальный вход первого элемента И 5 (эпюры 9).

По переднему фронту задержанного импульса Пуск информация в регистре 8 сдвигается на один разряд, при этом единичный уровень, установившийся во втором разряде, подается с вы- ,хода этого разряда на управляю1цие |входы элементов 5 и 6 и открывает их. в первый разряд регистра 8 заносится информация с того разряда данного регистра, который подключен через коммутатор 15 к его информационному входу. Подключение определенного разряда в цепь обратной связи регистра 8 осуществляется коммутатором 15 согласно коду управляющего сигнала, который поступает на управляющий вход коммутатора 15 с шестого выхода блока 1 управления. Так, например, если период повторения Т установлен равным длительности формируемого сигнала Тс(Тг, Т;., непрерывная генерация) , то в цепь обратной связи включается первый разряд генератора В, если Т 2Tj., то второй разряд и т.д. Сигнал Пуск с выхода третьего элемента ИЛИ 14 поступает через открытьй первый ключ 5 на синхронизирующий выход 19 генератора (эпюра 5), определяя момент начала формирования сигнала, который появляется на выходе второго элемента И 6 (эпюра 6) ,

Счетчик 2 по первому ТИ (эпюра 10), поступившему на его счетный вход с выхода ТИ делителя-формирователя 12, выдает импульс переполнения (эпюра 11), который определяет окончание вычисления первого полупериода первого периода формируемого сигнала и поступает на счетный вход четвертого ключа и первый управляющий вход делителя-формирователя 12. По передне 136

му фронту это1 о импульса информация с регистра А снова заносится в счетчик 2, определяя начало вычисления второго полупериода первого периода формируемого сигнала, и разрешается формирование ТИС делителем-формирователем 12 (эпюра 12) и их поступление на сигнальный вход третьего элемента И 17. Одновременно триггер 3 изменяет свое состояние (эпюры 2 и 3). Единичный уровень с инверсного выхода триггера 3 подается на информационный вход этого же триггера и на управляющий вход третьего элемента И 17, разрешая прохождение ТИС на сдвигающий вход регистра 4 (эпюра 13).

ТИ и ТИС формируются из опорных тактовых импульсов, поступающих в делитель-формирователь с выхода ГОТИ 10. При этом ТИС формируются и поступают на выход по импульсу переполнения счетчика 2 в виде пачки импульсов. Количество импульсов в пачке определяется управляющим сигналом, подаваемым на третий управляющий вход делителя-формирователя 12 с четвертого выхода блока 1 управления Вид управляющего сигнала определяет- ся видом заданной модулирующей функции частоты формируемого сигнала. Так, например, если модулирующая функция (закон изменения частоты формируемого сигнала) имеет вид у 1/х, то в отдельной пачке содержится только один ТИС, если модулирующая функция имеет вид у 1/х% то в отдельной пачке содержится 2 ТИС и т.д. При этом длительность пачки с максимальным числом ТИС меньше периода следования ТИ. Частота Г., следования ТИ определяется верхней частотой Fj формируемого сигнала (Г 2Гц) и устанавливается соответствующим управляющим сигналом, подаваемым с третьего выхода блока 1 управления на второй управляющий вход делителя- формирователя 12.

При поступлении пачки ТИС информация в регистре 4 сдвигается по каждому ТИС на один разряд в сторону старших разрядов, младшие разряды при этом заполняются нулями. При поступлении второго ТИ (эпюра 10) счетчик 2 снова выдает импульс переполнения (эпюра 11), который определяет окончание вычисления первого периода и начало вычисления первого полупери

д g

„ 5 о

5

0

5

0

5

ода второго период;) формируемогг сигнала (эпюры 2 и 3). По переднему фронту импульса переполнения в счетчик 2 заносится информация нового состояния регистра 4, а на инверсном выходе триггера 3 устанавливается уровень логического О (эпюра 3), перемещающий проход ТИС, через третий элемент И 17 в регистр 4.

При поступлении последующих ТИ счетчик 2 изменяет свое состояние от кода, предварительно записанного с регистра 4, до состояния переполнения, когда снова вьщается импульс переполнения, по которому в счетчик 2 заносится информация с регистра 4, на прямом выходе триггера 3 устанавливается нулевой уровень (эпюра 2), определяющий окончание вычисления первого полупериода второго периода формируемого сигнала, на инверсном выходе триггера 3 устанавливается единичный уровень (эпюра 3), разрешающий проход ТИС через элемент И 17, в регистр 4. Количество ТИ, необходимое на данном этапе работы генератора, определяется видом заданной модулирующей функции.

При поступлении последующих ТИ счетчик 2 вычисляет второй полупериод, а информация в регистре 4 сдвигается дгшьше в сторону старших разрядов в соответствии с поступившим числом ТИС. Новое состояние регистра 4 после сдвига информации определяет код начальной установки счетчика 2 и соответствует длительности следующего полупериода формируемого сигнала .

Работа счетчика 2, триггера 3, элемента И 17 и регистра 4 продолжается в описанном порядке до момента совпадения кода состояния регистра 4 с кодом управляющего сигнала, который соответствует заданной длительности формируемого сигн ала и подается с пятого выхода блока 1 управления на первые входы схемы 11 сравнения, на вторые входы которой поступает код состояния регистра 4. При совпадении кодов (что происходит во время вычисления второго полупериода последнего периода формируемого сигнала заданной длительности) схема 11 сравнения вьдает сигнал (эпюра 14), который поступает на формирователь 18 и управляющий вход четпертого элемента И 16, По переднему фронту

5136

.этого сигнала открывается элемент И 16, а формирователь 18 выдает импульс (эпюра 15), который через первый элемент ИЛИ 7 устанавливает регистр 4 в исходное единичное состояние. По окончанию вычисления последнего полупериода импульс переполнения с выхода счетчика 2 заносит исходную информацию с регистра 4 в счетчик 2, а также поступает через открытый элемент И 16 (эпюра 16) и третий элемент ИЛИ 14 (эпюра 9) на сигнальный вход элемента И 5, на сдвигающий вход регистра 8 и на уста ковочный вход схемы 11 сравнения.

Данный Импульс проходит на выход СИ 19 генератора и определяет окончание формирования первой реализации сигнала (сигнальной посылки) и момент начала формирования следующей реализации (сигнальной посылки) сигнала (эпюры 5 и 6), По переднему фронту этого импульса информация в регистре 8 сдвигается на один разряд в сторону старших разрядов, в результате чего логическая 1 из второго разряда переходит в третий (эпюра 4) информация из первого разряда переходит во второй разряд, а в первый разряд заносится информация из разряда, который подключен через коммутатор 15 к информационному входу регистра 8. При этом, если во втором разряде регистра 8 оказывается уровень логической 1 то элементы ИЗ и 6 открываются (или остаются открытыми) , разрешая поступление на выходы 19 и 20 генератора синхроимпульсов СИ и формируемых сигналов, в противном случае элементы И 5 и 6 закрываются, запрещая проход СИ и формируемых сигналов на выходы генератора. Период поступления СИ и формируемых сигналов на выходы генератора устанавливается при этом кратным длительности реализации Т j- формируемых сигналов, т.е. Тп 1, где 1 - коэффициент кратности - определяет номер разряда регистра 8, подключаемого через коммутатор 15 к информаци- онному входу этого же регистра.

Таким образом, на выходе счетчика 2 за время формирования отдельной реализации сигнала появляется последовательность из целого числа М - 2() импульсов переполнения, где N - количество разрядов в регистре 4 и счетчике 2, К - количество

16

ТИС в одной пачке для заданной модулирующей функции формируемого сигнала.

0

Q g

5

0

5

Формула изобретения

Цифровой генератор, содержащий первый регистр сдвига, первый элемент ИЛИ, генератор опорных тактовых импульсов, блок управления, причем выход сигнала запуска блока управления подключен к входу синхронизации генератора опорных тактовых импульсов и первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к установочному входу первого регистра сдвига, отличающийся тем, что, с целью упрощения генератора, он содержит счетчик, схему сравнения, -второй регистр сдвига, коммутатор, триггер, формирователь импульса, элемент задержки, два элемента ИЛИ, четыре элемента И, делитель-формирователь импульсов, причем выход генератора опорных тактовых импульсов подключен к информационному входу делителя-формирователя импульсов, выход тактовых импульсов сдвига которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого подключен к входу управления сдвигом первого регистра сдвига, выход которого подключен к входу параллельного приема информации счетчика и первому входу схемы сравнения, второй вход которой подключен к въкоцу задания длительности формируемого сиг- кала блока управления, выход сброса , которого подключен к входам установки счетчика, триггера и второго регистра сдвига, выход которого подключен к входу коммутатора, управляющий вход которого подключен к выходу управления коммутацией блока управления, выход управления частотой тактовых импульсов которого подключен к соответствующему входу управления делителя-формирователя импульсов, выход тактовых импульсов которого подключен к счетному входу счетчика, управляющий вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, первый вход которого и первый вход третьего элемента ИЛИ через элемент задержки подключены к выходу сигнала запуска блока управления, выход управления количеством импульсов сдвига которо

JL

Ы

JL

Изобретение относится к специализированным средствам цифровой вычислительной техники для формирования сложных функций времени и может быть использовано при исследованиях трактов и систем передачи, приема и обработки низкочастотных сигналов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора за счет упрощений перестройки. Генератор содержит блок 1 управления, счетчик 2, триггер 3, первый регистр 4 сдвига, первый элемент И 5, второй элемент И 6, первый элемент ИЛИ 7, второй регистр 8 сдвига, элемент 9 задержки, генератор 10 опорных тактовых импульсов, схему 11 сравнения, делитель-формирователь 12 импульсов, второй элемент ИЛИ 13, третий элемент ИЛИ 14, коммутатор 15, третий элемент И 16, четвертый элемент И 17, формирователь 18 импульса, синхронизирующий выход 19, выход 20. Поставленная цель достигается за счет введения счетчика 2, триггера 3, четырех элементов И 3, 6, 16, 17, схемы 11 сравнения, второго регистра 8 сдвига, формирователя 18 импульса, двух элементов ИЛИ 13, 14, коммутатора 15, генератора 10 опорных тактбвых импульсов, элемента 9 задержки, делителя-формирователя 12 импульсов. 3 ил. (Л оо 05 СП

фиг. 2

KM „CSpOC

Bb/xodb/