Цифровой генератор гармонических колебаний Советский патент 1981 года по МПК H03B19/00 

. , 1 Изобретение относится к вычислительной технике и может использова ься в 1ЦИФРОВОЙ измерительной технике при построении прецизионных программируемых генераторов си«усоидальных колебаний. Известен цифровой генератор гармо ническйх колебаний, содержащий генератор импульсов и реверсивный счет чик, постоянное запоминающее устройс во, цифро-аналоговрй преобразователь блок управления, вычислительные блоки, делитель частоты и регистры сдви га 1. Однако точность известного генератора невысока, а постоянное запоминающее устройство очень сложно/ Наиболее близким техническим реше нием к предлагаемому является цифровой генератор гармонических колебаний, содержащий последовательно соединенные генератор счетных им- пульсов, ключевой блок, делитель длины участков аппроксимации,, реверсивный счетчик числа участков аппроксимации и дешифратор, выход которого соединен с входами двух идеи тично выполненных каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные шифратор, вентиль,первый элемент ИЛИ, распределитель импульсов, второй элемент ИЛИ и реверсивный счетчик результата, последовательно соединенные делитель аргумента и счетчик аргумента, а также блок реверса и управляемый делитель, при зтом выход ключевого блока, соединен также с входами делителя аргумента и управляемого делителя, выход которого соединен с другим входом вен-/ тиля каждого из каналов, выхбд блока реверса соединен с управляххцим входом распределителя импульсов каждого из каналов и с управляющим входом реверсивного счетчика числа участков аппроксимации, выход которого соединен также с входом блока реверса,а другие входы вторых элементов ИЛИ первого и второго каналов соединены с другими выходами распределителей импульсов соответственно второго и первого каналов f2. Однако цифровой генератор имеет узкий диапазон выходных частот и не обеспечивает генерирования непрерывных гармонических колебаний. Цель изобретения - обеспечение генерирования непрерывных гармонических колебаний при одновременном расширении диапазона выходных частот.

Для этого в цифровой генератор гармонических колебаний введены счетчик квадрантов блок управления и последовательно соединенные блок начальной установки фазы и блок сравнения кодов, другой вход которого соединен с выходом счетчика аргумента и с входом счетчика квад15антов выход которого соединен с управляющим входом счетчика аргумента,а такзк в каждый канал введены последовательно соединенные блок потенциально-импульсных ключей и цифро-аналоговый преобразователь, при этом выход блока сравнения кодов соединен с управляющим входом блока потенциально-ийпульсных ключей каждого из каналов, первый вход блока управления соединен с выходом реверсивного счетчика результата и с входом блока потенциально-импульсных ключей первого канала, второй вход - с выходом реверсивного счетчика результата и с входом блока потенциальноимпульсных ключей второго канала,первый выход - с объединенными управляющими входами цифро-аналогового преобразователя первого канала и реверсивного счетчика результата второго канала, а второй выход - с объединенными управляющими входами цифро-аналогового преобразователя второго канала и реверсивного счетчика результата первого канала.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного цифрового генератора.

Цифровой генератор гармонических колебаний содержит генератор 1 счетных импульсов, ключевой блок 2, делитель 3 длины участков аппроксимации , реверсивный счетчик 4 числа участков аппроксимации, дешифратор 5 два канала 6 состоящих из шифраторов 7 и 8лвентилей 9 и Ю первых и вторых Элементов ИЛИ 11 и 12, 13 и 14, распределителей 15 и 16 импульсов реверсивных счетчиков 17 и 18 результата, блоков 19 и 20 потенциально-импульсных ключей, цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) 21 и 22, делитель 23 аргумента, счетчик 24 аргумента, блок реверса 25, управляемый делитель 26, счетчик 27 квадрантов, блок 28 управления, блок 29 начальной установки фазы и блок 30 сравнения кодов.

Устройство работает следуннцим обр(азом.

ри подаче сигнала ключевой блок 2 открывается и импульсы с выхода генератора 1 поступают на входы делителей 3,23 и 26. Через делитель 23, число-импульсный эквивалент переменной X поступает в счетчик 24. Через делитель 3 импульсы поступают в реверсивный счетчик 4 ,овыходы которого через дешифратор 5 управляют шифраторами 7 и 8, задающими угловые

коэффициенты аппроксимирующих отрезков при помощи вентилей 9 и 10. дале проходя по каналам б, кодо-импульсны значения фунций Y sinX и Y cosX поступают на ЦАП 21 и 22.

При переполнении реверсивного счечика 4 блок реверса 25 изменяет направление счета, и переключает выходы распределителей 15 и 16,угловые коэффициенты при этом с выходов шифраторов 7 и 8 задаются в обратной последовательности.

.В начальный момент с блока 30 снимается управляющий сигнал, который удерживает потенциально-импульсные ключи блоков 19 и 20 в закрытом состоянии до тех пор, пока значение начальной фазы колебаний, заданной в кодо-импульсной форме, в блоке 29 не сравняется со значением аргумента поступающего на второй вход блока 30 с выхода счетчика 24.

Для непрерывной работы цифрового генератора блок 28 выдает управляющие сигналы на реверсивные счетчики 17 и 18 и ЦАП 21 и 22.

Как только значение функции Y sin X, поступающее на первый вхо блока 28 равно плюс единице, блок 28 вьздает по первому входу управляющий сигнал, который производит реверс реверсивного счетчика 17 и меняет знак (полярность) выходного напряжения ЦАП 22. При этом реверсивный счетчик 17, работавший на сложение, после реверса работает на вычитание, а выходное напряжение, будучи положительным, после реверса меняет полярность на противоположную. Когда значение функции Y sin X, поступающее с выхода реверсивного счетчика 17 на первый вход блока 28, равно минус единице, блок.28 по перво.му ВЫХОДУ вьщает управляющий сигнал на смену знака (полярности) выходного напряжения ЦАП 22. В этом случае реверсивный счетчик 17 после реверса работает на сложение, а выходное напряжение ЦАП 22 положительное.

Аналогичным образом генератор работает, когда значение функции Y cos X поступает с выхода реверсивного, счетчика 18 на второй вход блока 28.i

Таким образом предлагаемый цифровой генератор дает возможность непрерывного воспроизведения тригоно-. метрических функций синуса и кобину-: са в широком диапазоне частот путем изменения счетных импульсов, поступающих с выхода генератора, что позволяет применить его в цифровой измерительной технике при построении прецизионных программируемых генераторов синусоидальных колебаний.

Формула изобретения Цифровой генератор гармонических колебаний, содержащий последовательн

соединенные генератор счетных импульсов, ключевой блок, делитель дли ны участков аппроксимации, реверсивный счетчик числа участков аппроксимации и дешифратор, выход которого соединен с входс1ми двух идентично выполненных каналов, каждый из .которых содержит последовательно соединенные шифратор, вентиль, первый элемент ИЯИ, распределитель импульсов, второй элемент ИЛИ и-реверсивный счетчик реаультата, последовательно соединенные делитель аргумента и счетчик аргумента, а также блок реверса и управляемый делитель, при этом выход ключевого блока соединен также с входами делителя аргумента и управляемого делителя, выход которого соединен с другим входом вентиля каждого из каналов,выход блока реверса соединен с управляющим входом распределителя импульсов каждого из каналов и с управляющим входом реверсивного счетчика числа участков аппроксимации, выход которого соединен также с входом блока реверса, а другие входы вторых элементов ИЛИ первого и второго каналов соединены с другими выходами распределителей импульсов соответственно второго и первого каналов, отличающийс я тем, что, с целью обеспечения генерирования непрерывных гармонических колебаний при однов эеменнетл расширении диапазона выходных частот, введены счетчик квадрантов,блок управления и последовательно соединенные блок начальной установки фазы и блок сравнения кодов, другой вход которого соединен с выходом счетчика apryMi HTa и с входом счетчика квадрантов, выход которого соединен с е управл}шдим входом счетчика аргумента, а taKxe 3 каждый канал введены последовательно соединенные блок потенциально-импульсных ключей и цифроаналоговый преобразователь, при этом выход блока сравнения кодов соеди0нен с управляюощм входом блока потенциально-импульсных ключей каждого из каналов, первый вход блока управления соединен с выходом реверсивного счетчика результата и с входом блока

5 потенциально-импульсных ключей первого канала, второй вход.- с выходом реверсивного счетчика результата и с входом блока потенциально-импульсных ключей второго канала, ..йервый выход 0с объединенными управляющими входами цифро-аналогового преобразователя первого канала и реверсивного счетчика результата второго канала, а второй выход - с объединенными управляющими входами цифро-аналогового преобразователя второго канала и реверсивного счетчика результата первого канала.

Источники , принятые во внимание при экспертизе

D

1.Авторское свидетельство СССР № 656181, кл. Н 03 В 19/аО, 1977.

2.Авторское свидетельство СССР 714410/ кл. 6 06 F 15/34, 1977 (прототип).