Цифровой генератор синусоидальных сигналов Советский патент 1989 года по МПК H03B19/00 

2)

4

сл

о о

О5

сх

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение спектральной чистоты вькодных сигналов. Устр-во содержит формирователь 1 импульсов начальной установки, мультиплексор 2, накапливающие сумматоры (НС) 3 и-4, перемножитель 5, блок 6 инверсны знака, г-р 7 тактовых импульсов, инвертор 8, датчик 9 кода частоты, ЦАП 10 и фильтр 11 нижних частот. Сигнал к.ода начального значения сигналов AQ через мультиплексор 2, управляемый формирователем-1, поступает на кодовый вход НС 3. На выходе НС 3 формируются гщфровые отсчеты A., представляющие собой округленные до целого числа значения синусоиды. Эти значения преобраззпотся ЦАП 10 в аналоговое напряжение, которое через фильтр 11, сглаживающий составляющие с тактовой частотой, поступает на выход устр-ва. Цель достигается введением формирователя 1, мультиплек-с сора 2, блока 6 инверсии, IJAII 10 и фильтра 11. Устр-во по п. 2 ф-лы отличается выполнением перемножителя 5, дана его ил. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. i (Л

ае. f

I Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в синтезаторах частоты.

Целью изобретения является повышение спектральной чистоты выходных сигналов.

На фиг. 1 представлена структург ная электрическая схема цифрового I генератора синусоидальных сигналов; |« I на фиг. 2 - структурная электрическая

ный код Б в перемножителе 5 умножается на К раз-рядный код М, поступаю щий с выхода датчика 9 кода частоты Для повьшения быстродействия.перемножитель 5 может быть выполнен по .комбинационной схеме, показанной

;на фиг. 2. Блоки И 12,, 12,...,12

:ka которые поступают единицы кода И

пропускают входной код В на соответ ствующие входы весового сумматора 1 который производит суммирование с в сом 2 . где i - йомер его входа н

схема перемножйтеля.

Цифровой генератор синусоидальных

сигналов (фиг. 1) содержит формирова- „„ot« , «лйдшвл-о, тель 1 импульсов начальной установки, jj формирует сумму В Zlz мультиплексор 2, первый накапливающий .сумматор 3, второй накапливающий сумматор 4, перемножитель 5, блок 6 инверсии знака, генератор 7 тактовых

чиная с младшего, и,таким образом,

где сумми рование ведется по тем входам i, на которые поступает код В через блоки

И 12,12

12(;. Но эта сумма рав

версии знака, генератор 7 тактовых - ч s 2 - по ла сумма ра I импульсов (ГТИ), инвертор 8, датчик 9 ,« значению кода М, т.е. на выходе

i ....AWИЙПОТЧПРП Г ЛГЛ/ГМП ГГЧП Э 1/1 |41 тлилт тч.1тлтл «

I кода частоты, цифро-аналоговый пре- Iобразователь (ЦАП) 10 и фильтр 11 ниж- .частот (ФНЧ). .

I Перемножитель 5 (фиг.2) содержите; I первого по К-й блоки элементов И 12/. 25

I д лл ft,

весового сумматора 14 формируется число В«М, На выход перемножителя 5 поступают только Р старших разрядов сформированного произведения (К мла ших разрядов отбрасываются), т.е.

X« ь А iwrvri JJiCJMCn 1 ив XI , t ЛJг

1 19 о™.„..ч. ЧИСЛО ь на выходе перемножит еля 5

rr;e; ;o -T/L:rr« :r, .-....

13

Z

13

Р и весовой сумма.тор 14. : Цифровой .генератор синусоидальных сигналов работает следующим образом.

В начале работы, например при включении питания, формирователь 1 под воздействием импульсов с П И 7 формирует на своем втором выходе короткий ;импульс, обнуляющий первый и второй накапливающие сумматоры 3 и 4, а затем на своем первом выходе формирует импульс, во время действия которого сигнал кода начального значения выходйых сигналов АО через мультиплексор 2 поступает на кодовый вход первого накапливающего сумматора 3.

Длительность-импульса на первом выходе формирователя 1 такова, что за время его существования на тактовый вход первого накапливающего сумматора 3 поступает только один импульс от ГТИ 7 и в первый накапливающий сумматор 3 заносится число А . Задний фронт этого тактового импуль- са через инвертор 8 переписывает число А , во второй накапливающий сумматор 4. На этом .цикл начальной установки заканчивается. После цикла начальной установки код А на выходе первого накапливающего сумматора 3 и код В на вь1ходе второго накапливающего сумматора 4 равны А,,. Р-разряд30

«2 В«М , где М - К-разрядное чис ло меньше единицы. Код С поступает на блок 6, в.котором знак числа С ме

35

40

няется на обратный, что эквивалентно умножению на минус единицу. Таким образом, выходное число блока б равно .

На следующем такте содер кимое А первого накапливающего су1 1матора 3 получает приращение на величину D (в соответствии с .его знаком) и полу ченная сумма складывается алгебраически с содержимым второго накапливающего сумматора 4, выходное число которого, умной енное на М и с обрат ным. знаком, через мультиплексор 2 по дается на вход первого накапливающег сумматора 3, подготавливая его к по- 45 лучению приращения на следующем так- те. Приращение содержимого первого накапливающего сумматора 3 гфопорцио нально содержимому.второго накапливающего cyMiviaTopa 4, т.е..йА МВ,, а приращение содержимого второг.0 накапливаощего сумматора 4 Равйо содержимому первого накапливающего сумматора 3, т.е. ЛВ„,А„.

50

55

Отсюда вторую разность содержимог первого накапливающего сумматора 3 (к.) можно записать в. виде 4.А,

ii

MA.

.-„, а это условие определяет синусоидальную функцию. В цифр овом

ный код Б в перемножителе 5 умножается на К раз-рядный код М, поступающий с выхода датчика 9 кода частоты. Для повьшения быстродействия.перемножитель 5 может быть выполнен по .комбинационной схеме, показанной

;на фиг. 2. Блоки И 12,, 12,...,12

к

:ka которые поступают единицы кода И,

пропускают входной код В на соответствующие входы весового сумматора 14, который производит суммирование с весом 2 . где i - йомер его входа на „„ot« , «лйдшвл-о, формирует сумму В Zlz

чиная с младшего, и,таким образом,

где суммирование ведется по тем входам i, на которые поступает код В через блоки

12,12

12(;. Но эта сумма рав- ч s 2 - по ла сумма ра значению кода М, т.е. на выходе

- ч s 2 - по ла сумма ра значению кода М, т.е. на выходе

ИЙПОТЧПРП Г ЛГЛ/ГМП ГГЧП Э 1/1 |41 тлилт тч.1тлтл «

весового сумматора 14 формируется число В«М, На выход перемножителя 5 поступают только Р старших разрядов ; сформированного произведения (К млад- ших разрядов отбрасываются), т.е.

г

.-....

«2 В«М , где М - К-разрядное число меньше единицы. Код С поступает на блок 6, в.котором знак числа С ме

няется на обратный, что эквивалентно умножению на минус единицу. Таким образом, выходное число блока б равно .

На следующем такте содер кимое А первого накапливающего су1 1матора 3 получает приращение на величину D (в соответствии с .его знаком) и полученная сумма складывается алгебраически с содержимым второго накапливающего сумматора 4, выходное число которого, умной енное на М и с обрат- ным. знаком, через мультиплексор 2 подается на вход первого накапливающего сумматора 3, подготавливая его к по- лучению приращения на следующем так- те. Приращение содержимого первого накапливающего сумматора 3 гфопорцио нально содержимому.второго накапливающего cyMiviaTopa 4, т.е..йА МВ,, а приращение содержимого . второг.0 накапливаощего сумматора 4 Равйо содержимому первого накапливающего сумматора 3, т.е. ЛВ„,А„.

Отсюда вторую разность содержимого первого накапливающего сумматора 3 (к.) можно записать в. виде 4.А,

ii

MA.

.-„, а это условие определяет синусоидальную функцию. В цифр овом

виде рекуррентный алгоритм работы устройства можно записать в виде А

14

,

D

П+1 + f

-С

Ш-1

+В„;

-

п+«

Ч4.| - - n+t

Таким образом, на выходе первого накапливающего сумматора 3 формируются 1 ифровые отсчеты А, представляю- щие собой округленные до целого чис- па значения синусоиды. Эти значения преобразуются ЦАП 10 в аналоговое напряжение, которое через ФНЧ 11, который сглаживает составляющие с тактоу вой частотой, поступает на выход цифрового генератора синусоидальных сигналов..

Формула из

р е т е н и я

1450068

дt520

25

30

40

ключен к входу управления мультиплексора, выход генератора тактовых им- пульсов подключен к входам инвертора и формирователя импульсов начарь- ной установки и к тактовому входу первого накапливающего сз мматора, выход инвертора соединен с тактовым : . входом второго накапливающего сумматора, кодовый вход которого подключен к выходу первого накапливающего сумматора, второй вьпсод формирователя импульсов начальной установки соединен с входами обнуления первого и второго накапливающих сумматоров, выход датчика кода частоты соединен с К-разрядным входом перемножителя, при этом другой вход мультиплексора является кодовым входом цифрового . генератора синусоидальных сигналов, а выход фильтра нижних частот, явлк- ется выходом цифрового генератора синусоидальных сигналов.

2, Генератор по п. 1, о т л и - чающийся тем, что перемножитель содержит весовой сумматор и К блоков элементов И, где К - разрядность К-разрядного входа перемножите ля, причем каждый блок элементов И содержит Р элементов И, где Р - раз- ряцностъ Р-разрядного входа перемножителя, первый вход элементов И каждого блока элементов И является одним из разрядных входов Р-разрядного входа перемножителя, а вторые входы элементов И каждого блока э лементов И объединены и являются одним из разрядных входов К-разрядного входа перемножителя, выходы К-блоков элемент . Тов И подключены к соответствующим, входам весового сумматора, выход которого является выходом перемножителя.

Фае. Z