Цифровой генератор гармонических колебаний Советский патент 1982 года по МПК G06F1/02 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении генераторов синусоидально изменяющихся кодов, часто ты, как цифровое устройство для решения диффере1щиального уравнения вида i) + (0и др. ,. Известен цифровой генератор гармони ческих колебаний, состоящий из двух реверсивных счетчиков, двух двоичных умно жителей, делителя частоты, двух триггеров знака, блока коммутации знаковых шин реверсивных счетчиков, дешифратора счетчика времени, цепей установки О и триггеров реверсивных счетчиков 1 . Недостатком известного генератора является его сложность. Наиболее близким техническим решением к изобретению является цифровой генератор гармонических колебаний, кото рый для случая п-1 ( п - число каналов генерирования функций) содержит четыре регистра сдвига и два сумматора 2 . Недостатком иэн-естного генератора гармонических колебаний является низкая точность, обусловленная возрастающей во времени погрешностью. Цель изобретения - повышение точности ЦИФРОВО1Х) генератора гармонических колебаний. Поставленная цель достигается тем, что цифровой генератор гармонических колебаний, содержаший четыре регистра сдвига и два сумматора, причем выход первого и выход второгчэ сумматоров подключены к последовательному входу первого и последовательному входу второго регистров сдвига соответственно, выход младшего разряда первого регистра сдвига подключен к последовательному входу третьего регистра сдвига и к гюрвому входу второго сумматора, выход младшего разряда второго регистра сдвига подключен к последовательному входу четвертого регистра сдвига и к первому входу первого сумматора, выходы младшего разряда третьего и четвертого регистров сдвига подключены к вторым входам первого и второго сумматоров соответственно, содержит сумматора по модулю два и два элемента И, причем выход кшадшего знакового разряда первого регистра сдвига подключен к первым входам первого сумматора по модулю два и первого элемента И, выход старшего знакового разряда первого регистра сдвига подключен к второму входу I первого сумматора по модулю два, выход I которого подключен к второму входу первого элемента И, прямой выход первого элемента И подключен к входам всех информационных, а инверсный выход - к входам младшего и старшего знаковых разрядов первого регистра сдвига, выход младщего знакового разряда второго регистра сдвига подключен к первым входам второго сумматора по модулю два и второго элемента И, выход старшего знакового разряда второго регистра сдвига подключен к второму входу второго сумматора по модулю два, выход которого Подключен к второму входу второго эле. мента И, прямой выход второго элемента И подключен к входам всех информационных, а инверсньЕй выход - к входам младшего и старшего знаковых разрядов второ го регистра сдвига,, На чертеже представлена схема цифрового генератора гармонических колебаГенератор содержит сдвигаюшие регист ры 1-4, одноразрядные сумматоры 5 и 6, сумматоры 7 и 8 по модулю два, логические элементы И 9 и 10. Соединения по схеме вьтолнены..в соответствии с системой уравнений + )P()-hU)F,,(t)l F(i4i,)F.,(t)-fiUJF,(t)j где ti - прирашение аргумента. При начальных условиях РЦ(0) 0, Fn(0)s1 решением системы уравнений является . F (t) sin cut , F(t) cosu)-t. Регистры 3 и 4 соответственно с сум маторами 5 и 6 составляют два накапливающих сумматора. Регистры 1 и 2 соответственно с сумматорами 5 и 6 выполняют функции реверсивных счетчиков. В блоках 1-6 возбуждаются гармонические колебания с искажениями по амплитуде. Так как в качестве преобразова-, теля код-частота используется накапливающий сумматор, то погрешность, возникаюшая в устройстве, имеет стабильный характер - она возрастает во времени и ее численное значение определяется выражением6(i) s nu+Vasin G)- e,tt) Q COS (5- V5 sin(G- |-)и, G 5iutt)at. C(J (t) - частота гармонических колеба- НИИ; 6 (t) и 6 (- погрешности воспроизведения функций синуса и косинуса на цифро-частотном генераторе. Такое превышение погрешности во времени позволяет производить коррекцию ограничением амплитуды колебаний сверху при превьш1ении заданного значения амплитуды, т.е. при переполнении регистров 1 и 2 в них записывается максимальная по модулю амдлитуда. Признак переполнения появляется на выходе сумматора по модулю два. Его входами являются два знаковых разря.да регистров (используется модифицированньй код). В случае необходимости коррекции в соответствующий регистр записывается максимальная по модулю амплитуда, т.е. при положительном переполнении регистра - (1-2 ), при отрицательном - (-1). Для получения знаковой И информационной частей кодов функций синуса и косинуса используются коды знаковых разрядов в момент переполнешя. В генераторе-максимальное время накапливания погрешности равно половине периода. Таким образом, погрешность не превышает i 1 , где п - разрядность кода гармонической функции. Таким образом, в результате коррекции погрешность в предлагаемом устройстве не накапливается, в то время как в известном устройстве она интегрируется в течение всего времени работы устройства и может достигать значительной величины. Формула изобретения Цифровой генератор гармонических колебаний, содержайшй четыре регистра сдвига и два сумматора, причем выходы первого и второго сумматоров подключены к последовательным входам первого и второго регистров сдвига соответственно, выход младшего разряда пероого регистра сдвига подключен к последовательному входу третьего регистра сдвига и кпервому входу цторого сумматора, выход младшего рааряда второго регистра сдвига 5 подключен к последовательному входу четвертого регистра сдвига и к первому входу первого сумматора, выходы младшего разряда третьего и четвертого регистров сдвига подключены к вторым входам пер- вого и второго сумматоров соответственно, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит два сумматора по модулю два и двй элемента И, причем выход младшего зна- кового разряда первого регистра сдвига подключен к первым входам первого сумматора по модулю два и nepBoix элемента И, выход старшего знакового разряда первого регистра сдвига .подключен к втюро- 20 му входу первого сумматора по модулю два, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, прямой . выход первого элемента И подключен к

входам всех информационных, а инверсный выход - к входам младшего и старшего знаковых разрядов первого регистра сдвига, выход младшего знакового разряда второго регистра сдвига подключен к первым входам второго сумматора по модулю два и второго элемента И, выход стардего знакового разряда второго регистра сдвига подключен к второму входу второго сумматора по модулю два, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, прямой выход второго элемента И подключен к входам всех информационных, а инверсный выход - к входам младшего и старшего знаковых разрядов второго регистра сдвига.Источники яг1формации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 39О52О, кл. G Об F 1/02, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР Mb 726535, кл. G 06 F 15/32, 1978 (прототип).