Цифровой генератор периодических функций Советский патент 1988 года по МПК G06F1/02 

4ib

00

к|

ГС

Изобретение относится к автоматике, вычислительной технике и радиотехнике } предназначено для генерации непрерьшнь Х5 кусочно-непрерывных пе- риодических функций произвольного вида и может быть применено в устройствах имитационного моделирования, преобразования цифровых сигналов в аналоговые j выводы информации из ЦВМ, в частности, для генерации сложных сигналов в радиотехнической и измерительной аппаратуре.

Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет возможности генерации периодических сигналов, реализующих как непрерывные 9 так и кусочно-непрерывные функции произвольной формы.

На фиг, 1 показана структурная электрическая схема цифрового генератора периодических функций; на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие алгоритм работы устройства.

Устройство содержит блок 1 синхро- низации, блок 2 установки частоты воспроизведения функции, фазовый накопитель 3, первьй 4, второй 5 и третий 6 блоки памяти, перемножитель 7 кодов, преобразователь 8 кодов из прямого в дополнительный, сумматор 9, выходной регистр 10 и ЦЛП 11.

На фиг, 2 обозначены; а - последовательность импульсов частоты синхронизации f(. на выходе блока 1; формируемые аналоговые непрерывный (б) и реальный кусочно-непрерывный (г) сигналы и их значения Л на границах линейных участков; приращения В,- на линейных участках непрерывной (в) и кусочно-непрерывной (д) функций.

Цифровой генератор периодических функций работает следующим образом.

При помощи блока 2 в двоичном-коде устанавливается число а, определяющее частоту F воспроизведения функции на выходе генератора F « fc-a/2 . При работе генератора на выходе фазового накопителя 3 результирующие значения чисел обновляются с частотой синхронизации fc задаваемой блоком 1 синхронизации. Младшие р выходных разрядов фазового накопителя 3 образуют 2 слов - по наибольшему возможному числу ступенчатых приращений на каждый линейный участок аппроксимирующей функции. Старшие m выходных разрядов фазового накопителя 3 образуют 2 адресных

5

0

5 0

5

0

5

0

5

слов обращений к блокш памяти 4, 5 и 6 - по наибольшему числу равномерно разбитых по времени линейных участков аппроксимированной функции.

В результате в произвольный тактовый момент частоты fc на выходе фазового накопителя 3 формируется i-й адрес обращения к первому 4, второму 5 и третьему 6 блокам памяти и множитель J, поступающий на вторые входы перемножителя 7 кодов (i О,

1, 2,..., j О, 1, 2

2Р-1).

При генерации непрерывных функций (фиг.26): в первый блок 4 памяти записаны 2 цифровых значений А,- - модуль функции A(t) в точке смены одного линейного участка на другой, причем положительные значения Л; занесены в память в прямом коде, модули отрицательных А,- - в дополнительном коде; во второй блок 5 памяти занесены модули приращений функции В( 1А iV,- на i-M линейном участке ее кусочно-линейной аппроксимации (фиг. 2в); в третий блок 6 памяти по первому выходу SGN занесены знаки всех величин А; (фиг.26), по второму выходу SGN ч знаки всех приращений Bj (фиг.2в).

Величина В;, умнояенная на двоичную кодовую комбинацию j/2 числа j, образующегося на выходе младших разрядов фазового накопителя 3, является слагаемым функции

А(в{) «А;:

к А . при вычислении

2- j

В,

I j ...,«. J ij р

Суммирование происходит с учетом знаков величины А и В-. Если приращение В i-ro линейного участка положительное (возрастакщий линейный участок синтезируемой функции),то знак SGNj - плюсовой и на выход преобразователя 8 кодов проходит прямой код перемножителя 7 кодов; если приращение В. отрицательное, то знак SGN - минусовой и на выходе преобразователя 8 кодов формируется дополнительный код перемножителя 7 кодов.

Таким образом, на обе группы входов .,сумматора 9 могут поступать как положительные числа в прямом двоичном коде, так и отрицательные числа в дополнительном двоичном коде. В результате на выходе сумматора 9 формируется последовательность цифровых значений амплитуды линейно-ступенчатой

U4

аппроксимации генерируемой функции

А(е{}, которая поступает на вход выходного регистра 10 и далее в ЦДЛ I1 в виде прямого кода с плюсовым знаком SGN для положительных значений Ад и в виде дополнительного кода с минусовым знаком GN для отрицатель- шх значений А., в результате на выходе ШШ 1 1 формируется требуемая функция A(t), которая повторяется при каждом переполнении фазового накопителя 3,

Формула изобретения

Цифровой генератор периодических функций, содержащий фазовый накопитель, перемножитель кодов, два блока памяти, преобразователь кодов из пря мого в дополнительный, сумматор, при чем вход синхронизации генератора подключен к счетному входу фазового накопителя, информационный выход сум матора и выход знакового разряда сум матора подключены к соответствующим выходам генератора, вход установки начальных условий генератора подключен к входу установки начальньк условий фазового накопителя, выход перво- г.о блока памяти подкпючен к первому

0

5

0

3724

информационному входу сумматора, выход второго блока памяти подключен к первому инфopмaциoннo Jy входу пере- . множителя кодов, отличаю- Щ и и с я тем, что, с целью расши- рения класса решаемых задач за счет возможности генерации периодических сигналов, р-ализующих как непрерывные, так и кусочно-непрерывные функции произвольной формы, в него введен третий блок памяти, причем выходы старших m разрядов фазового накопителя подключены к адресным входам первого, второго и третьего блоков памяти, выходы р младших разрядов фазового накопителя подключены к второму информационному входу перемпожи- теля кодов, выход которого подключен 0 к информационному входу преобразователя кодов из прямого в дополнительный, управляющий вход которого и сход знака приращения функции подключены к выходу знака приращения функцш 5 третьего блока памяти, выход преобразователя кодов из прямого в дополнительный подключен к BTopoi-iy информационному входу сумматора, вход знака функции которого подключен к соответствующему выходу третьего блока памяти.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а также радиотехнике, предназначено для генерации непрерывных, кусо-чно-непре- рывных периодических функций произвольного вида и может быть применен в устройствах имитационного моделирования, преобразования цифровых сигналов в аналоговые, вывода информации из ЦВМ, в частности, для генерации сложных сигналов в радиотехнической и измерительной аппаратуре. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет возможности генерации периодических сигналов, реа- лизукщих как непрерывные, так и кусочно-непрерывные функции произвольной формы. Генератор содержит блок 1 синхронизации, блок 2 установки частоты воспроизведения функции, фазовый накопитель 3, три блока 4, 5 и 6 памяти, перемножитель 7 кодов, преобразователь 8 кодов из прямого в дополнительный, сумматор 9, выходной регистр 10 и цифроаналоговый преобразователь 11. Поставленная цель достигается за счет введения третьего блока 6 памяти. 2 ип. (Л

Ф ЙЛЗГЙ

л/в./

Фив. 2

t