Синтезатор функций Советский патент 1980 года по МПК G06F17/10 

(54) СИНТЕЗАТОР ФУНКЦИЙ Синтезатор функций относится к устройствам измерительной техники и техни ке связи и предназначен для использования В радиотеяншческих установках различного назначения. Известен синтезатор функций, испот зуемый в рйдиотехнических установках и приборах для аналоговых функций, которы задаются математическим выражением в виде степенного полинома. Недостаток та кого синтезатора в сложности его реализации, так как он должен содержать (жч- 1) сигнальных линий, (Жч- i) (И 4- 1) масштабирующих устройств, И устройств умножения и (П+ 1) устройст сложения с ( |ti+ 1) вводам, гдети ,И - Многоразрядные числа И Наиболее близким к изофетению по технической сущности является Синтезато функций, содфжащий последовательно включенные узел памяти цифровых эквивалентов бтсчетных значений синтезируемого сигнала, пифроаналоговый преобразователь и фильтр, а также последовательно соедгшеннные г«1ератор импульсов и формирователь импульсов 2. Недостаток этого синтезатора заключается в сложности входящего в его состав узла памяти цифровых эквивалентов отсчетных значений синтезируемого сигнала. Цель иэофетения - повьппениенадежности синтезатора путем его упрощения. Поставленная цель достигается тем, что в синтезатор функций, содержащий последовательно соединоснйе цифроаналоговый преобразователь и фильтр, а также последовательно соединенные генератор импульсов и формирователь импульсов, введеньг h накапливающих сумматоров, сдвигающий регибчр памяти мантисс разностей h -го порядка и сдвигакяций регистр памяти знаков разностей h -го порядка. При этом информационные выходы i -го нака1тив1ающего сумматора подключены к информационным входам ( л + I)-го накапливающего сумматора, 1-1, 2, ..., И- 1, выходы управления сдвигающих регистров памяти мантисс разностейи -го порядку и. знаков раз ностейh -го порядка к каждого из накапливающих сумматоров соединены с выходом указанного формирователя импупь сов. Входы синхронизации сдвигающих регистров памяти мантисс разностей h-го : порядка и знаков разностей ,h -г.о порядк И каждого из накапливающих сумматоров связаны с выходом генератора импульсов выход сдвигающего регистра памяти мантисс разностей . Vi -го порядка подключе ко входу младщего разряда первого накапливающего сумматора. Выход сдвигаю .„.,, ,,.„,, .,. знаков разности h о порядка соединер со входами ос тйльных разрядов первого накапливающег сумматора, а вход цифроанапогОвОго преобразователя подключен к выходу послед него накапливающего сумматора. На фиг. t показана функциональная блок-схема синтезатора функций, Она включает в себя сдвигающий регистр 1 памяти мантисс разностей Y -го порядка, сдвигающий регистр 2 памяти знаков разностей И -го порядка, накапливающие сз мматоры 3-6, цифроаналоговый преобразователь 7, фильтр 8, генератор 9 импульсов, формирователь 10 импульсов. На фиг. 2 показана .временная диаграмма работы генератора 9 импульсов и формирователя 10 импульсов. Синтезатор функций работает следутющим образом. При поступлении с выхода формирова теля 10 импульсов {см. фиг. 1) на управляющие в:ходы регистров 1 и 2 устайовочного импульса, совпадающего с одним ИЗ импульсов синхронизации, поступающие с генератора 9 импульсов на входы синхронизации этих регистров, в регистры 1 и 2 записываются соответственно расчётные значения одноразрядной мантиссы приращений п -го порядка синтезируемого сигнала и расчетные значения знаков этих приращений. Тот же установочный импульс, посту. пающий с выхода формирователя 10 импульсов на управляющие входы каждого из П последовательно соединенных накапливающих сумматоров 3-6, устанав. ливает каждый из них в исходное состоя ние, соответствующее, началу реализации синтезируемого сигнала; т.е. на выходе первого накапливающего сумматора 3 ус танавливается .начальное значение разности ( Л -1)-го порядка, на выходе вто рого сумматора - начальное значение 7 14 . разности (Н- 2)-го порядка и так до И -го сумматора 6, на выходе которого устаналив:ается начальное значение самого сигнала. С приходом каждого, последукнцего им пульса синхронизации с выхрда генератора 9 импульсов на вход синхронизации регистров 1 и 2 из регистра 1 памяти мантисс последовательно переписываются на вход младшего разряда первого накапливающего сумматора 3 значения мантисс разностей h -го порядка, а значения знаков разностей h -го порядка из регистра 2 памяти знаков последовательно переписываются на соединенные , параллельно входы последующих разрядов этого сумматора. Таким образом, на выходе первого накапливающего сумматора 3 с приходом на вход синхронизации этого . сумматора каждого импульса с выхода генератора 9 импульсов последовательно появляются значения разностей ( Ц-1)-го порядка, которые поступают на вход вто-. рого накапливающего суммато1эа 4, на выходе которого последовательно появляются значения разностей ( И-2)-го порядка и так до -го накапливающего сумматора 6, на выходе которого с частотой дискретизации синтезируемого сигнала образуются многора ядные значения цифров.ого эквивалента этого сигнала, -Эти значения с выхода -го накапливающего сумматора 6 поступают на вход цифроаналогового щ еобразователя 7, последовательно соейинешого с фильтром 8 на выходе которого образуется синте зированный таким образом аналоговый сигнал., , Из описания работы. п{)едлагаемого синтезатора функции можно сделать вывод, что использование в сост.аве синтезатора функций регистров памяти разностей И-го порядка и И посяедовательно соединенных накапливающих сумматоров выгодно отличает данный синтезатор от указанно-го прототипа, так как использование расчетных значений разностей Y -го пооядка синтезируемого сигнала с последу - ющим суммированием их на И последовательно соединенных накапливающих сумматорах позволяет значительно прсяде полу- чать цифровые эквиваленть отсчетных значений этого сигнала. Таким образом, достижение поставленной цели - повыщение надежности синтезатора указанными новыми электрическими связями позволяет в несколько раз снизить разрлдность чисел, которые используются в качестве исходной информации для синтеза задайнбго сигнанШ. В данном устройстве эти числа соответству разностям И -го порядка синтезируемо го сигнала. При этом следует учитьгоать что для получения на выходе фильтра, входящего в состав синтезатора, сигнала без существенных искажетгий полоса пропускания фильтра должна быть в 2-5 раз шире, чем полоса частот Синтезируемого сигнала. В то же время частота по ступления импульсов с цифр аиалогового преобразователя на вход фильтра должна быть в 5 раз выше, чем верхняя частота среза фильтра. Из сказанного следует, что частота дискретизации синтезируемого сигнала в синтезаторе функций, содержащем после довательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и фильтр, должна быть в 1О - 25 раз более высокой, чем это не. обходимо по теореме КотельникЬва. В ..этом случае разность между соседними по времени дискретными значениями синтезируемого сигнала (разность 1-го „„ -., ,ди.ы vjjaotiuuTb 4.-ГО ПО- рядка) оказывается в несколько раз меньшей, чем значения .самого сигнала, а ко.вечное множество разностей Y го порядка этого сигнала однозначно приводится к множеству двоичных чиселс одноразрядной мантиссой. формула изобретения Синтезатор функций, содержащий прел едовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и фильтр, а также последовательно соединенные генератор импульсов и формирователь импульсов, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения надежности, он содержит И накапливающих сумматоров, сдвигающий регистр памяти мантисс разностей н -го порядка и сдвигающий регистр памяти знаков разностей n-ro порядка, причем информационные выходы i-го накапливающего сумматора подключены к информационным входам ( 1+ l)-ro накапливающего сумматора, i а. i, 2 VI - 1, выходы управления сдвигающих регистров памяти мантисс разностей порядка и знаков разностей h-го порядка и каждого из накапливающих сумматоров соединены с выходом указанного формирователя импульсов, входы синхронизации сдвигакицих регистров памяти мантисс разностей Ц -го порядка и знаков разностей h -го порядка и каждого из накапливающих сумматоров связаны с выходом генератора импульсов, выход сдвигающего регистра памяти мантисс разностей h -го порядка подключен ко входу младшего разряда первого накапливающего - V- ч |--ь ч:зрп дс1 ucjjouixj накапливающего сумматора, выход сдвигающего регистра памяти знаков разности Ц-го порядка соединен со входами остальных разрядов первого накапливающего сумматора, а вход цифроаналогового преобразователя одключен к выходу последнего накаплиающего сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Патент США № 3866031 л. 235-197, 1975. 2.Уе5соп TecVinicae Pcipers,ic)b9, Sigfttae Processing- ТесЪтц,уе5 iYitti V tqt CoY«tinun-icatioinsAug-us-fc,1Q-22 sessiovi u,ppA-l-b (прототип).