ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР СИНУСНО-КОСИНУСНЫХ ФУНКЦИЙ Советский патент 1973 года по МПК G06F1/02 

1

Изобретение относится к области аппаратурного анализа характеристик случайных процессов и может быть использовано в цифровых спектральных анализаторах параллельного действия.

Известны цифровые устройства, которые выдают дискретные значения синусных функций, но такие устройства приемлемы лишь для анализатора последовательного действия. При параллельном анализе необходимо иметь одновременно дискретные значения синусных функций ряда частот, определяемого количеством параллельно обрабатываемых частотных полос.

Известен цифровой генератор, который за период квантования вырабатывает дискретные значения синусных функций для ряда частот, кратных основной частоте, содержащий ключи набора, вентили перезаписи, накапливающий сумматор, счетчик числа периодов квантования, вентили суммирования, регистр памяти, веитили перезаписи числа из сумматора в регистр памяти и из регистра в сумматор соответственно, устройство умножения.

Однако такие генераторы при использовании их в анализаторах спектра параллельного действия отличаются сложностью схемы и отсутствием выдачи дискретных значений косинусных функций одновременно с дискретными значениями синусных функций.

Цель изобретения - упрощение схемы генератора с обеспечением одновременной выдачи дискретных значений синусных и косинусных функций ряда частот, кратных основной частоте генератора. Для осуществления этой цели в устройстве применен десятиразрядный накапливающий сумматор со сдвигом влево кода обрабатываемого числа, его параллельные входы подключены через вентили

суммирования к прямым выходам регистра памяти, входы регистра памяти - к параллельных выходам счетчика, выходы сумматора соединены с входами регистра памяти, обратные выходы регнстра памяти управляют

через вентили опроса воздействием прямых выходов регистра на сумматор; в старщий числовой разряд сумматора циклически додавляется единица и осуществляется необходимое инвертирование знакового разряда. Значение дискрет синусных и косинусных функций снимается параллельным кодом с числовых разрядов сумматора и знакового разряда регистра ламяти. При этом генератор позволяет получить одновременно, т. е. за период

квантования Т, дискретные значения синусных функций 512 частот, кратных основной частоте генератора соо, и такое же количество дискрет косинусных функций тех же частот, которые вычисляются последовательно друг

за другом в периоде квантования.

Методическая приведенная погрешность вычисления синусно-косинусных функций не превышает 4%.

На чертеже представлена структурная схема генератора.

Генератор состоит из накапливающего сумматора 1, вентилей суммирования 2, вентилей опроса множителя 3, регистра памяти 4, счетчика числа периодов квантования 5.

Генератор реализует алгоритм:

(- 1)тд (М - тп А sin ,(1)

(1).(.)|-Ж-(+ А-созтш,,,(2)

тп тп - kM,(3)

где/г 0,1,2,...- текущий номер вырабатываемой дискреты; 0)0 - приведенная частота; Т - период квантования; М - емкость числовой девятиразрядной линейки сумматора;

512 - номер частоты выраба1, 2,

т тываемой синусно-коеинусной функции; А - масщтабный коэффициент;

k - целая часть отнощения тп

для выражения (1)

М М

тп -f

- выражеМния (2).

Для образования знака синусно-косинусных функций в схеме блоков генератора предусмотрев десятый .разряд.

Генератор работает следующим образом. Содержимое счетчика в течение периода квантования 512 .раз вводится п.редварительно в регистр шамяти 4 импульсами 6, а затем в накапливающий сумматор 1 импульсами суммирования 7, в результате чего в сумматоре последовательно будут образовываться величины тп (т, 2, ...512). Для образования выходного результата промежуточ.иые суммы тп, из сумматора вводятся в регистр памяти, с прямых выходов которого будет сниматься множимое тп, а с обратных выходов - множитель (М-тп). Умножение выполняется старщими разрядами вперед на накапливающем сумматоре 1, в котором предусмотрена операция сдвига импульсами 8. Опрос разрядов множителя осуществл1яется последовательно с помощью вентилей 3 импульсами 9-17. Соответствующее добавление множимого производится с прямых выходов регистра шамяти через вентили суммирования 2. Перед началом каждого умножения сумматор обнуляется импульсами 18. Состояние знакового разряда для каждого произведения определяется

количеством импульсов переполнения сумматора при образовании в нем величины тп. С учетом знака с выходов сумматора импульсами будут выдаваться дискретные значения синусных функций частот пгсооВычисление дискретного значения косинусной функции частоты wcoo производится вслед за вычислением дискретного значения синусной функции той же частоты, для чего множимое тп из регистра памяти вводится в обнулеиный сумматор и увеличивается на величину - добавлением еди.ницы в старший числовой разряд импульсами 19. Новое множи/М

мое ( тп j из накапливающего сумматора

1 вводится в регистр памяти 4. Далее цикл вычисления повторяется. Перед вычислением дискрет синусно-косинусных функций очередМ ,

ного номера частот величина ( т/г- вво 2 /

дится импульсами 7 в накапливающий сумматор, импульсами 19 уменьшается на велиМ. чину-- , и импульсами 20 осуществляется не

обходимое инвертирование знака. Однократным добавлением в сумматор к величине тп содержимого счетчика получаем значение (, необходимое для вычисления функций частоты (m-f-l)coo. В начале каждого периода квантования Г промежуточная сумма, находящаяся в регистре памяти, гасится импульсами 21.

Управляющие импульсы формируются устройствами управления, в состав которого входят высокочастотный кварцевый генератор тактовых импульсов, комбинационный шифратор, использующий щестиразрядный счетчик с многоступенчатой матрицей, схемы «ИЛИ с усилителями команд.

Предмет изобретения

Цифровой генератор синусно-косинусных функций, содержащий счетчик, регистр памяти, вентили опроса, вентили суммирования, выходы которых соединены со входами накапливающего суммато.ра, отличающийся тем, что, с целью упрощения генератора, разрядные выходы обратного кода регистра памяти через

вентили опроса подключены к управляющему входу вентилей суммирования, разрядные входы которых соединены с разрядными выходами прямого кода регистра памяти, разрядные входы регистра памяти соединены с выходами

счетчика и накапливающего сумматора.