Цифровой генератор синусно-косинусных функций

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик Зависимое от авт. свидетельства Л"Заявлено 26.1 Ч.1971 ( 1651582/18-24)с присоединением заявки. Кл, 6 061 1/ Государственный комитетСовета Министров СССРло делам изобретенийи открытий 1 риоритет Опубликовано ОЗ.Х.1973, БюллетеньДата олубликования описания 11.11.1974 УДК 681.142.07 (088.8 Авторыизобретения И. Степашкин и Л. А. Эмих Рязанский Заяви техническии институт ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР СИНУСНО-КОС КЦИЙ НЫХ Изобретение относится к области аппаратурного анализа характеристик случайных процессов и может быть использовано в цифровых спектральных анализаторах параллельного действия.Известны цифровые устройства, которые выдают дискретные значения синусных функций, но такие устройства приемлемы лишь для анализатора последовательного действия. При параллельном анализе необходимо иметь одновременно дискретные значения синусных функций ряда частот, определяемого количеством параллельно обрабатываемых частотных полос.Известен цифровой генератор, который за период квантования вырабатывает дискретные значения синусных функций для ряда частот, кратных основной частоте, содержащий ключи набора, вентили перезаписи, накапливающий сумматор, счетчик числа периодов квантования, вентили суммирования, регистр памяти, вентили перезаписи числа из сумматора в регистр памяти и из регистра в сумматор соответственно, устройство умножения.Однако такие генераторы при использовании нх в анализаторах спектра параллельного действия отличаются сложностью схемы и отсутствием выдачи дискретных значений косинусных функций одновременно с дискретными значениями синусных функций. Цель изобретения - упрощение схемы генератора с обеспечением одновременной выдачи дискретных значений синусных и коси.нусных функций ряда частот, кратных основ ной частоте генератора. Для осуществленияэтой цели в устройстве применен десятиразрядный накапливающий сумматор со сдвигом влево кода обрабатываемого числа, его параллельные входы подключены через вентили 10 суммирования к прямым выходам регистрапамяти, входы регистра памяти - к параллельных выходам счетчика, выходы сумматора соединены с входами регистра памяти, обратные выходы регистра памяти управляют 15 через вентили опроса воздействием прямыхвыходов регистра на сумматор; в старший числовой разряд сумматора циклически додавляется единица и осуществляется необходимое инвертирование знакового разряда. Зна чение дискрет сннусных и косинусных функций снимается параллельным кодом с числовых разрядов сумматора н знакового разряда регистра:памяти. При этом генератор позволяет получить одновременно, т. е. за период 25 квантования Т, дискретные значения синусных функций 512 частот, кратных основной частоте генератора о 0, и такое же количество дискрет косинусных функций тех же частот, которые вычисляются последовательно друг 30 за другом в периоде квантования.(2) 50 55 60 Методическая приведенная погрешность вычисления сннусно-косинусных функций не превышает 4 Оо,На чертегке представлена структурная схема генератора.Генератор состоит из накапливающего сумматора 1, вентилей суммирования 2, вентилей опроса мнокителя 3, регистра памяти 4, счетчика числа периодов квантования 5.Генератор реализует алгоритм:=:А созто,а, тп = тп - ЙМ, (3)где а = 0,1,2, - текущий иомер вырабатываемой дискреты;оо = юоТ - приведенная частота;Т - период квантования;М - емкость числовой девятиразрядной линейкисумматора;т = 1, 2, 512 - номер частоты вырабатываемой синусно-косинусной функции;Л - масштабный коэффициент;г - целая часть отношениятгдля выражения (1)ММг + -и2- выражеМния (2),Для образования знака синусно-косинусныхфункций в схеме блоков генератора предусмотрен десятый разряд.Генератор работает следующим образом.Содержимое счетчика в течение периодаквантования 512 раз вводится предварительнов регистр памяти 4 импульсами 6, а затем внакапливающий сумматор 1 импульсами суммирования 7, в результате чего в сумматорепоследовательно будут образовываться величины та (т=1, 2512), Для образованиявыходного результата промежуточные суммытп из сумматора вводятся в регистр памяти,с прямых выходов которого будет сниматьсямножимое та, а с обратных выходов - множитель (М - та). Умножение выполняетсястаршими разрядами вперед на накапливающем сумматоре 1, в котором предусмотренаоперация сдвига импульсами 8. Опрос разрядов множителя осуществляется последовательно с помощью вентилей 3 импульсами 9 - 17.Соответствующее добавление множимого производится с прямых выходов регистра памя. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ти через вентили суммирования 2, Перед началом каждого умножения сумматор обнуляется импульсами 18. Состояние знакового разряда для каждого произведения определяетсяколичеством импульсов переполнения сумматора при образовании в нем величины тг.С учетом знака с выходов сумматора импульсами будут выдаваться дискретные значениясинусных функций частот то,.Вычисление дискретного значения косинусной функции частоты тсоо производится вследза вычислением дискретного значения синусной функции той же частоты, для чего множимое та из регистра памяти вводится в обнуленный сумматор и увеличивается на велиМчину - добавлением единицы в старший чисгловой разряд импульсами 19, Новое множиМ,мое тп+ из накапливающего сумматора21 вводится в регистр памяти 4. Далее циклвычисления повторяется. Перед вычислениемдискрет синусно-косинусных функций очередМ,ного номера частот величина тг+ -ввогдится импульсами 7 в накапливающий сумматор, импульсами 19 уменьшается на велиМчину - , и импульсами 20 осуществляется не 2обходимое инвертирование знака. Однократным добавлением в сумматор к величине тгсодержимого счетчика получаем значение(т+1 а, необходимое для вычисления функций частоты (т+1)оо. В начале каждого периода квантования Т промежуточная сумма,находящаяся в регистре памяти, гасится импульсами 21.Управляющие импульсы формируются устройствами управления, в состав которого входят высокочастотный кварцевый генератортактовых импульсов, комбинационный шифратор, использующий шестиразрядный счетчик с многоступенчатой матрицей, схемыИЛИ с усилителями команд,Предмет изобретения Цифровой генератор синусно-косинусных функций, содержащий счетчик, регистр памяти, вентили опроса, вентили суммирования, выходы которых соединены со входами накапливающего сумматора, отличающийся тем, что, с целью упрощения генератора, разрядные выходы обратного кода регистра памяти чсрез вентили опроса подключены к управляющему входу вентилей суммирования, разрядные входы которых соединены с разрядными выходами прямого кода регистра памяти, разрядные входы регистра памяти соединены с выходами счетчика и накапливающего сумматора,399851 ЬжР Соста в ител ь Э. Се чина Техред Л. Грачева Редактор Е. Гончар Корректор Л. Чуркина Типография, пр, Сапунова, 2 Заказ 202//9 Изд. Мо 72 Тираж 647 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5