Устройство для цифровой групповой генерации синусоидальных сигналов Советский патент 1983 года по МПК H03K3/80 G06F1/02 H04J1/06 

со

4i

00

;о

1. УСТРС)ЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ГРУППОВОЙ ГЕНЕРАЦИИ СИНУСОИП-АЛЬНЫХ ОИГНАЛОВ, соаержащее 1Ыфровые генераторы наименьшей частота. и разностной частоты, отличающееся тем, что, с целью упретыения г / устройства путем минимизации так.товой частоты цифровых генераторов, оно содержит (N-1) одинаковых цифровых смесителей, соединенных каскадно, причем квадратурные выходы цифрового генератора наименьшей частоты подключены к входам первого цифрового смесителя, квадратурные выходы цифрового г енератора разностной частоты параллельно подключены к входам всех цифровых смесителей, а квадратурные выходы этих смесителей и квадратурные выходы цифрово го генератора наименьшей частоты связаны с выходными шинами устрсй1ства. с Н tf.-i «J (Л

Фиг. 1

Известен групповой генератор несущих, используемый в составе 12-канапь- Ю ной аппаратуры частотного уплотнения телефонных сигналов 1 J , В таком генераторе содержится быстродействующий цифровой генератор пары сигналов cosoipt sin LVp t , который работает в мульти- 15 Плексном режиме. В течение к - го тактового интервала вспомогательный4

блок вырабатывает значения 12 фаз .T(xi { р 1,,.., 12) и 12 раз последова- тельно обращается к индивидуальному бло- 20 ку генератора для вычисления значений отсчетов соз 4,, Sin f, . Таким обра: зом, блок цифрового генератора используется с тактовой частотой 12 f

Недостаток такого генератора состоит 25 Ь необходимости использования высокой тактовой частоты, в N раз превосходящей частоту обращения к устройству, и в связанной с этим сложности устройства.

Цель изобретения - упрощение устрой- ЗО СГЕШ за счет минимизации тактовой частоты цифровых генераторов,

Иель достигается тем, что устройство дан цифровой групповой генерации синусо дальных сигналов, содержащее Ц1 фровые 35 генераторы наименьщей частоты и разностой частоты, содержит также (N - 1) одинаковых цифровых смесителей, соединеннь.гд каскадно, причем квадратурные выходы иифового енератора наименьшей частоты40

891

тьего умножителей, синусный выход генератора разностной частоты подключен к входам второго и четвертого умножителей, выходы второго и третьего умножителей подключены к входам сумматора синуса, выход первого умножителя непосредственно, а выход четвертого умножителя через инвертор знака связаны с входами сумматора косинуса, причем выходы сумматоров синуса и косинуса служат соответствующими выходами смесителя.

подключены к входам первого цифрового смесителя, квадратурные выходы цифрового генератора разностной частоты параллельно подключены к входам всех цифровых смесителей, а квадратурные выходы этих смесителей и квадратурные выходы цифрового генератора наименьщей частоты связаны с выходными щинами устройства.

При этом каждый цифровой смеситель содержит четыре умножителя, два сумматора и инвертор знака, причем входы п рвого и второго умножителей подключены к косинусному выходу предыдущего смесителя, а входы третьего и четвертого умножителей подключены к синусному выходу предыдущего смесителя, косинусный выход генератора разностной частоты связан с входами первого и третьего умножителей, синусный выход генератора разностной частоты подключен к входам второго и четвертого умножителей,выходы второго и третьего умножителей подклю чены к входам сумматора синуса, выход первого умножителя непосредственно, а выход четвертого умножителя через инвертор ацака связаны с входами сумматора косинуса, причем выходы сумматоров синуса и косинуса служат соответствующими выходами смесителя.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для цифровой групповой генерации синусоидальных сигналов,на фиг,2 - блок схема цифрового смесителя.

Устройство содержит цифровой генератор 1 наименьшей частоты р, подютюченный к входам первого из ( N -1) цифровых смесителей 2 , 2 || . , соединенных покаскадно, вторые входы цифровы смесителей связаны с выходами цифрового генератора 3 рапносгной частотылР, выход генератора наименьшей частоты и выходы смесителей подключены к выxoд ным шинам устройства 4 4 . , В каждом цифровом смесителе содержится четыре умножителя 5-8, два сумматора 9,1О и инвертор 11 знака, причем входы умножителей 5 и 6 подключены к косинусному выходу предыдущего источника сигнала, который может быть предыдуший Ш1ФРОВОЙ смеситель или генератор наименьшей частоты,входы умножителей 7 и 8 связаны с синусным выходом предыдущего источника, косинусный выход генератора 3 разностной частоты подключен к входам умножителей 5 и 7, синусный выход генератора 3 подключен к входам умножителей 6 и В, выходы умножителей 6 и 7 связаны с входами сумматора 10, выход умножителя 5 непосредственно, а выход умножителя 8 через инвертор 11 подключены к входам сумматора 9. Устройство генерирует синусоидальные сигналы, частоты которых равномерно рас ставлены по оси частот, формируя основ ные пары отсчетов (кодов) (oos 2TiF kT . 5in27/F 1 Tj и(СОз 2. Fp x Г , Sin глРр1 и в произвольный момент времени с помошью двух индивидуальных цифровых генераторов 1 и 3, а пары отсчетов (cos ,sin 27 Л F kTJBcex остальны частот Fp, начиная со второй,получаются посредством рекурсии по частоте при смешивании отсчетов предыдущей частоты FP--I и разностной частоты л F с помощью ( N -1) одинаковых блоков цифровых смесителей 2 -2 Начало к - го тактового интервала кТ задается внещним генератором импульсов . гакговой частоты г, . Генератор 1 наименьщей .частоты выдает пару отсчетов соз 2 ,5,, Si п , генератор 3 выдает пару отсчетов оС1с С05 27ГлР1 Т, Ibti sin2 aF-kr. К генераторам 1 и 3 предъявляется требование обеспечивать генерацию неограниченной последовательности отсчетов синусоидальных сигналов без накопления вычислительных погрешностей и при соблюдении необходимой чистоты спектра. В частносш, генерагор такого типа может включать в себя постоянное запоминающее устройство, содержащее таблицу синусов и косинусов. При работе с наименьшей тактовой частотой f число этих генераторов не может быть меньше двух, так как частоты Р и 4 F независимы и задаются в качестве произвольных параметров, определяющих структуру устройства в целом, В умножителях 5-8 р-го смесителя образуются произведения сигналов, соответственно равные C0527rFpkT С052ЛЛР Т; cos 2ЯРр КГ sin 2ЛЛР1 Т; Sin 2J/Pp1 T cos 21Г4Р1 Т; 5iг 27rPp1 Г-S1пгллPkT. Па выходах сумматоров 9 и 1О F-ro смесителя (с учетом инвертора 11) образуются коды (Рр4ЛР Т со52;7Рр 1КТ; , )Т.51п2ЛРрМКТ, представляют собой отсчеты частоты Fp4-i в тактовый момент кТ. Таким образом, каждый цифровой смеситель осуществляет рекурсию по частоте при фиксированном времени. Попученные в генераторе 1 и смесителях 2-1 - 2 отсчеты (коды Ср 1 Sp,,N) поступают на выходы устройства в виде N квадратурных пар синусоидальных сигналов с частотами Р-1|.,. Р в данный тактовый .мо мент кТ, При работе цепочки цифровых смесите лей 2 - 2 возникает задержка во времени,- которая в случае требования одновременной синхронности и синфаз- , ,, 1k 1 ности выходных сигналов ( С,. . 5 (С| М1 может устранена или введением элементов задерх ки на вр)емя (N -р) Т в цепи выходных сигналов ( Spx ) каждого р-го смесителя, или увегаичением в N j5a3 тактовой частоты, управляющей работой смесителей, так чтобы за один тактовый интервал Т укладывалось бы ( N -1) позледовательных операций рекурсии в цепочке цифровьтх смесителей. Кроме того, в процессе умножения и сложения в смесителях возрастает погрещность исходных сигналов ( С -j.j , , и число правильных двоичных цифр в выходных кодах может уменьшиться на V+ 1, где ( Ь тогда для достижения требуемой чистоты спектра на выходе смесителя разрядность кодов ;во внутренних цепях смесителей должна быть соответствекно увеличена на V + 1,

Предлагаемое устройство для цифрово(( групповой генерации синусоидальных сиг:0 /лг

налов позволяет минимизировать количество операций индивидуальной генерации частот и гем самым упростить исполь зуемую аппаратуру при сохранении требуемых качественных показателей.