Цифровой функциональный генератор Советский патент 1980 года по МПК G06F17/10 G06F1/02 

I

Изобретение относится к вычислительной технике.

Известны цифровые функциональные экспоненциальные генераторы, один из которых содержит йва счетчшш и два дво;ИЧНЬЕХ депитепя частоты, ждый из которых состоит из счетчика и группы схем совпадения l.

Однако генератор обладает чрезмерной jg сложностью и ограниченными фушщнонашгНЫМИВОЗМОЖНОСТЯМИ.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является функциональный генератор, содержащий че- ,5 тыре счетчика, один из которых вычитаюший, и аве схемы сравнения 2}.

Известное устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии в вычитающем 20 счетчике первого двоичного делителя находится код числа а СОИ G о, а в суммирующем счетчике второго двоичного делителя код числа На входы двоичных

делителей частоты поступает ойНа и та же частота Выход первого двоичного делителя частоты соединен с суммирующим ксодом счетчика второго двоичного делителя частоты, частотньтй выход которого соединен со входом вычитания счетчика первого двоичного делителя частоты. Частота f на выходе первого двоичного делителя частоты определяется выражением

М ЖП(1)

а частота выходе второго двоичного делителя частоты сяределяется выражением

(t)«o/b(t))

где а Mi),bt)- числа, соответстщпощкв кодам в управляющих счетчиках первого и второго двоичных делителей соответстввЕ но.

Поскольку частоте t-fc поступает на вкод управляющего счетчика второго двоичного делителя частоты, а частота на вход управляющего счетчика первого двоичного делителя частоты, то данная схема описывается следующей системой уравнений (dla(t) о I cSt b(t) I Olb(t). fo. I Olt o.(t) причем a i-ol-OQ, b(-t o)-bo. ПреоОразовав уравнения (3), получают Сложив уравнения в системе (4) лучают; a((i dtdlt d(a,Q откуда следует, что olt или o{t)blt)const aQbQ .(6) Определив из (б/bCfc) и поставив в (4) Получают сЯа(О арЬо cst a(t) о(7) Решив (7) методом разделения перемен ных, получают «(а еаоЬо. (8) Поступив аналогичйо со вторым уравнен ем системы (4), имеют isi ь(1)Ь е«оЬо(9) Таким образом при поступлении на вход схемы тактовой частоты Q в уп равляющих счетчиках двоичных делителе частоты будут генерироваться коды, соответствующие числам, изменяющимся п экспоненциальному закону., Однако известное устройство имеет недостаточные динамические возможност в связи с большой длительностью перехо ного процесса, обусловленной величиной постоянной времени системы равной, как .следует из (8) и(9) Целью изобретения является расшире ние динамического диапазона генератора Поставленная цель достигается тем, что в цифро1Еюй функциональный генерато содержащий вычитающий счетчик и сумм рующий счетчик дополнительно введены 44 два блока логического умножения, два блока сложения частот, два преобразователя обратного кода в дополнительный, при этом выходы прямого кода вычитающего счетчика соединены с первой группой входов первого блока логического умножения, вторая группа входов которого соединена с выходами первого преобразователя обратного кода в дополнительный, входы которого соединены с выходами обратного кода суммирующего счетчика, выходы прямого кода суммирующего счетчика соединены с первой группой входов второго . блока логического умножения, вторая группа входов которого соединена с выходами второго преобразователя обратного кода в дополнительный, входы которого соединены с выходами обратного кода вычитающего счетчика, счетный вход которого соединен с выходом первого блоки суммирования частот, первый вход которого соединен с выходом первого блока логического у множения, .выход второго блока логического умножения соединен с первым входом второго блока сложения частот, выход которого соединен со счет ным юсодом суммирующего счетчика, вторые входы блоков сложения частот соеди- нены с шиной тактовой частоты. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого ци|)ровог6 функционального генератора. Цифровой функциональный генератор содержит вычитающий счетч«к 1, сумМирующий счетчик 2, блок 3 и 4 логического умножения и блоки 5 и 6 сложения частот, блоки 7 и 8 преобразования обратного кода в дополнительный. Генератор работает следующим образом. В исходном состояний в вычитающем счетчике 1 находится код числа A()aoа в суммирующем счетчике 2 - код числа В (-Ь-О) .t)oНа первые входы блоков 5 и 6 сложения частот поступает тактовая частота . С выхода блока 5 частота ig поступает на вход суммирующего счетчика 2,, Счетчик 2 с блоком 3 представляет собой двоичный умножитель частоты, управляемый дополнительным кодом числа ACt) блока 7 преобразования обратного кода в дополнительный, поэтому частота f з, на выходе группы 3 определяется выражением 573 где коэффициент пересчета счетчиков 1 и 2; VI - количество двоичных разрядов счетчиков 1 и 2; дополнительный код числа АU) вычитающего счетчика 1. Вычитающий счетчик 1 с блоком 4 схем совпадения представляет собой двоичный умножитель частоты, управляемый дополнительным кодом числа BCt) блока 8 преобраэрвания обратного кода в допол нительный. Поэтому частота { на выходе блока 4 определяется выражением .- где i - частота на выходе блока 6 сложения частот; VlynBCk)- дополнительный код числа ВШ Так как частота -j поступает на второй вход блока 5 сложения частот, то частота j на ее выходе определяется выражением «вК- W 10) 5-Wfofo 5 %-4(l Аналогичным образом, так как частота J« поступает на второй вход блока 6 ело жёния частот, то частота 5 на ее выходе определяется выражением (Я (16) «6-«o V-V () откуда BW(18) Так как частота f поступает на вход вычитающего сч1етчика 1, а частота 5 на вход суммирующего счетчика 2, то числа А (4) и B(-t). соответствующие кодам вычитающего счетчика 1 и суммирующего счетчика 2, .соответственно равны ,(19) B(t).,(20). ,.о где т - текущее время. (12 4 Для определения А-С-Ь) и BW совместно решают уравнения (19)-(2О). Продифференцировав (19) и (2О), получают систему уравнений Mt}.-f(21) dlt caB(i) г at 5 Подставив (15) и (18) в (21), подучают OiA(t) 1м..- - , ( -loN Сложив уравнения в системе (23), получаютAtt)B(t) откуда следует, что dt6i51-Q A(t)BW Conet--a to, где qQ--Aa)ft--0, . С ределив из (24)BCt) и подставив в первое уравнение системы уравнений (23), подучают dAtii . Qoto f ц dMU foNrrt (26) Проинтегрировав (2б), получают tnA(, ) где С - постоянная интегрирования. , Al.t) ao, поэтомуС пао, и (27) примет вид . . - .j. AU) . «оЪо, (28) Решив аналогично второе уравнетое ситемы (23) уравнений, получают BUV-b e Таким образом, при поступлении тактовой частоты о Б вычитающем счетчи