Цифровой функциональный генератор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 19) 3) 6 06 Р 1/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(прототип) . М 5 идетельство СССР1/02, 1980.етельство СССР1/02, 1981 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЮ(54)(57) ЦИФРОВОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕКЕРАТОР, содержащий три регистра;два сумматора, блок синхронизациии цифро-аналоговый преобразователь,причем выход рервого регистра подключен к информационному входу вторрго регистра и со сдвигом на одинразряд в сторону старших разрядов кпервому входу первого сумматора, выходвторого регистра подключен квторому входу первого сумматора, выход которого подключен к первомувходу второго сумматора, выход второго сумматора подключен к первому информационному входу третьего регистра, выход которого подключен к пери А вому информационному входу первого регистра .и к входу цифро-аналогового преобразователя, выход блока синхронизации подключен к синхронизирующим входам регистров, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения функции, он содержит коммутатор, триггер и блок постоянной памяти, причем выход первого регистра со сдвигом на Ф и Кразрядов в сторону младших разрядов( Ф - характеристика точности вычислений) подключен соответственно к первому и второму информационным входам коммутатора, управляющие входы коммутатора подключены к выходам триггера, выход коммутатора подклю- Я чен к второму входу второго сумматора, первый и второй выходы блока фф постоянной памяти подключены к вторымфинформационным входам первого и С третьего регистров соответственно, синхронизирующий вход блока постоян- Я ной памяти подключен к дополнительному выходу блока синхронизации, счетный вход триггера соединен с синхронизирующими входами регистров.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к измерительной технике, где измеряемая аналоговая величина зада. на в виде угла перемещения.Известен цифровой генератор Функ ций, содержащий четыре регистра, три блока постоянной памяти, два коммутатора, блок умножения, сумматор и блок управления с соответствующими связями Ш , 10Однако устройство характеризуется сложностью аппаратурной реализации, . в частности большим объемом памяти.Наиболее близким к изобретению является цифровой функциональный 15 генератор (гармонических колебаний), содержащий три регистра, два сумматора, блок синхронизации, цифро-ана логовый преобразователь (ЦАП) и три установочных входа, Выход первого регистра подключен к входу второго регистра, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, выход которого подключен к входу третьего регистра., выход первого регистра со сдвигом на один разряд подключен к первому входу второго сумматора и со сдвигом на Й) 2 разрядов - к второму входу второго сумматора, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, вы О .ходы блока синхронизации подключены к синхровходам регистров, выход третьего регистра подключен к входу цифро-аналогового преобразователя, выход которого является выходом ге нератора.Работа этого генератора основана на вычислениях рекурентной формулы У =2 Уп- УО-У/2, (1) 4 Огде у - текущее значение функции; у у - предыдущие значения;ь-я-й- число сдвигов цифрового кода в сторону младших разрядов.Решением уравнения (1) является Функция э 1 п, которая реализуется в виде последовательности цифровых отсчетов и преобразуется с помощью ЦАП. Выражение (1) поддается простой 5 О аппаратурной реализации, так как умножение на 2 и деление на 2 осуществ ,ляется простым сдвигом кода у . При выбранном числе разрядов в регистрах точность вычисления значений Функции 55 однозначно зависит от слагаемого в выражении (1), Значение числа сдвигов считается рациональным, если погрешность вычисления минимальная. Погрешность вычисления является результатом недокоррекции слагаемым у /2 ф так как величина меняется уи-,Фкратно двум и остатки возрастают . вследствие многократных вычислений. Задаваясь значением числа сдвигов-1, погрешность возрастает еще интенсивнее, причем значения функцийуменьшаются по сравнению с точнымизначениями С 21.Однако известное устройство, приочевидной простоте, имеет ограниченную точность воспроизведения функции,так как в нем использовано одноединственное значение числа сдвиговцифрового кода в сторону младшихразрядов.Целью изобретения является повышение точности воспроизведения функции.Поставленная цель достигаетсятем, что цифровой функциональный генератор, содержащий три регистрадва сумматора, блок синхронизации ицифро-аналоговый преобразователь,причем выход первого регистра подключен к информационному входу второго регистра и со сдвигом на одинразряд в сторону старших разрядовк первому входу первого сумматора,выход второго регистра подключен квторому входу первого сумматора, выход которого подключен к первомувходу второго сумматора, выход вто.рого сумматора подключен к первомуинформационному. входу третьего регистра, выход которого подключен кпервому информационному входу первогб регистра и к входу цифро-аналогового преобразователя, выход блокасинхронизации подключен к синхронизирующим входам регистров, содержит коммутатор, триггер и блок постоянной памяти, причем выход первого ре" гистра со сдвигом наи 1-1 разрядов в сторону младших разрядов (Р характеристика точности вычислений) подключен соответственно к первому и второму информационным входам коммутатора, управляющие входы коммутатора подключены к выходам триггера, выход коммутатора подключен к второму входу второго сумматора, первый и второй выходы блока постоянной памяти подключены к вторым информационным входам первого и третьего регистров соответственно, синхрониэирующий вход блока постоянной памяти подключен к дополнительному выходу блока синхронизации, счетный вход триггера соединен с синхронизирующими входами регистров.На чертеже представлена блок-схема предлагаем 9 го цифрового функционального генератора.Генератор содержит блок 1 постоянной памяти, блок 2 синхронизации, регистры,З и 4, коммутатор 5, сумматоры 6 и 7, регистр 8, триггер 9, цифро-айалоговый преобразователь 10,Цифровой функциональный генератор работает следующим образом.В исходном состоянии регистры 3, 4 и 8 содержат нулевой цифровой код,107.2033 у = Ут Урю Составитель В. Байков Редактор Н. Бобкова Техред м.тепер , Корректор А. ТяскоТираж 699 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4Заказ 128/40 а в блок 1 в интервале функции от 0 до 1 записаны 2 Б контрольных (точных) значений. Импульсом блока 2 синхронизации с блока 1 считываются значения функции у и у и записываются соответственно в регистры 3 и 8. Причем разность у - у равна.величине квантования (шагу вычисления). Значения функции вычисляются по рекурентной формуле (1). На выходе сумматора б реализуется значение 10 О = 2 У-у, а на выходе сумматора 7 - значейие уп =О -У- /2После каждого шага вычислений под действием синхроимпульса блока 2 происходит перемещение содержимого 15 кода регистра 3 в регистр 4, а со-., держимого регистра 8 в регистр 3.Переменный сдвиг цифрового кода в сторону младших разрядов осуществляется коммутатороМ 5. Параллельный код регистра 3 в нечетных тактах поступает на вход сумматора 7 со сдвигом, а в четных - со сдвигом С -1.Коммутатор 5 управляется триггером9, работающим по вой 2 от синхроимпульсов блока 2. Погрешность значенияфункции определяется как где у - точное значение функции, а у - вычисленное по рекурентной фор" муле (1) .При чиспе сдвигов, равномзначение дуО, а при числе сдвигов (1- 1) - значение АуО. В результате погрешности вычисления в течение двух тактов взаимйо компенсируются. После вычисления о значений функции с блока 1 .в регистры 3 и 8 поступают очередные контрольные значения. Изобретение позволяет на порядокувеличить точность воспроизведенияфункции.