Цифровой генератор частоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 28095 19) (1 504 С 06 Р 1/02 ОСУДАРСО ДЕЛ ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРетений и ОткРытий Е ИЗОБРЕТСВИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИС И К АВТОРСКОМ Бюл, У 1 ала 088.8) свидетел Н 03 В 21 видетельс С 06 Р 1/ГЕНЕРАТОР ие относи техники и для получе личными ча обработк(57) Изобретевычислительноиспользованосигналов с раобходимого пр ьство СССР /02, 1980, тво СССР 02, 1981.ЧАСТОТЫ тся к областиможет быть ния набора стотами,нее данных, при спектральном анализе, измерениях и т.д, Цель изобретения - расщирение функциональных возможностейза счет генерации сигналов произвольных частот. Генератор содержит генератор тактовых импульсов, два счетчика, коммутатор, блок постоянной памяти, два блока оперативной памяти, сумматор, элемент И, два регистра. Генерирование функций Г;Щ сводится к получению произведений 1; (где 1 =- дискрет во времени, й = О, 1,2, целое число) и анализу определенного разряда полученного произведения. 1 ил.1 12Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано для получения набора сигналов с различными частотамир необходимого при обработке данных, прн спектральном анализе, измерениях и ТеДеЦель изобретения - расширение функциональных возможностей путем генерации сигналов произвольных частот.Многочастотный сигнал - набор функций, вида зп 2,1, Если перейти от синусоидальных функций к прямоугольным, то описать их можно так Р (Ц = 1 если 21 Ф 211,(Ц(И)1 и Г,(ц = О, если (2%+1) 211;(1)2(И)1, )", (Ц рК ф, с К +(1.) Г,(Ц:0 К+ 1 К,1Я 1 у где К = 0,1,2 - целое число. Предположим,что ; Ф представляет собой двоичное число с целой и дробной частью, например 1001101, 10011.Тогда целая часть этого числа есть. 1 а первая цифра после запятой (вес которой равен 1/2) дает значение функции Г. Задача генерирования функций Г;(1) в таком случае сводится к получению произведений К 1 (где 1Ф рр - дискрет по времени, я = 0,1,2 - целое число) и анализу определенного разряда полученного произведения,Для получения произведений может быть использована следующая схема: предположим, чтовыражается 8-разрядным двоичным числом,а 1 - 16-разрядным числом, которое разбивается на два восьмиразрядных блока, обозначаемые 18 и а:28095 1 5 0 15 20 25 303540 ний можно записать в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ),. объем памяти при этом равен 25616 = = 4096 бит.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого цифрового генератора частоты.Генератор состоит из генератора 1 тактовых импульсов, первого счетчика 2, второго счетчика 3, коммутатора 4, блока 5 постоянной памяти, блоков 6 и 7 оперативной памяти, сумматора 8, элемента И 9, регистров 10 и 11Генератор работает следующим образом.Тактовые импульсы с генератора 1 тактовых импульсов поступают на первый счетчик 2, который делит частоту в 2 в раэ, где щ - число частотных компонент. Младшие разряды первого счетчика 2 (в которых цифровой код принимает п) значений) используются для адресации блоков памяти 5-7.Старший разряд первого счетчика 2 (цифро" вой код на котором принимает два зна-. чения "О" и "1") используется для организации двух циклов работы устройства, На первом цикле коммутатор 4 подключает младшие разряды второго счетчика 3 (а) к второй группе адресных входов блока 5 постоянной пайятир блок памяти при этом включается на запись. По мере того как в счетчике 2 на младших разрядах перебираются я значений кода, с блока 5 постоянной памяти снимаются числа а( 8 = 081 ррв) и записываютсЯв блок 6 памяти. На втором цикле коммутатор 4 подключает старшие разряды Р) счетчика 3 к второй группе адресных входов блока 5 постоянной памяти, блок 6 памяти нри этом вклю(2)1, 8 (16 раер), 8 раер. 111 ;(Йба) (24 разр.) Числа я и а могут принимать по 256 значений каждое: от 0000 0000 до 1111 1111. Следовательно, для каждого , существуют 256 значений произведений 1;а или , Д (11 ступень схемы расчетов). Зти 256 произведе 45 50 5 чается на считывание. По мере тогокак в счетчике 2 на младших разрядах перебираются в значений кода, с бло 1ка 5 постоянной памяти снимаются числа )6; а с блока памяти 6 - числаа; и суммируются со сдвигом (например, на 8 разрядов, как это показанов примере). Один из разрядов сумма"тора 8 (какой именно будет показанониже) подключен к информационномувходу первого регистра 10. На второмцикле элемент И 9 открывается, тактовые импульсы с генератора 1 тактовыхимпульсов, проходят через элемент И 9.и поступают на тактовый вход регистра 10. В течениетактовых импуль) сов (столько длится каждый из циклов в регистр 10 последовательно записываются значения чисел ("1" или "0") на выбранном разряде сумматора 8 для сигналов 1 П.частот. Задним фронтом окончания второго цикла производится параллельная перезапись из первого регистра 10 во второй регистр 11 и заносится единица во второй счетчик 3.Таким образом, на в входах регистра 11 (обозначены 12) с частотой/ 2 в обновляются данные о значении 1 т 1 функции Г, И) ("О" или "1"). Каждая такая функция будет состоять иэ последовательности единиц в течение т тактов частоты 11 Рт а затем последовательности нулей также в течение 1; тактов. Предположим, что выбран в качествеинформативно - го 5+1-й разряд сумматора 8. Тогда из условий (1) смена числа на этом разряде произойдет в случае если6Эпревысит 2 , т,е. условие смены числа 1; Е; = 2, откуда Е; = 2 /.1,бЕсли период сигнала, частота которого задана цифровым кодом 1; равен 2 Е; тактов частоты 1 Р, т,е.4 вЕ, 4 т 2=2 Е;Р ф - отсюда Реальнаятакт 1тактчастота р такт (3)1 т 2Рассмотрим ограничения, налагаемые на число б. Если 1; имеет Р разрядов, то число тактов 2 Е, должно иметь также не менее Р разрядов.лПериоды , могут отличаться друг от друга на единицу младшего разряда числа 1, (погрешность дискретности). Эта погрешность дискретности не должна превышать дискретности при задании числа 1;, Отсюда 5 = 2 Р и выражение (3) примет следующий вид: 4а и Р старших разрядов, выражающихчисло Д, Счетчик 3 заполнится на 2 Ргтактов частоты 1 т.е, за время2 Р щ 2 РЧ5 1 ьап,=2 .Р = . Для вышепри тактведенного примера (в 8,= 8,так 111 акоп. Оф 5 с. В течение этого времени все сигналы на выходах 12 идут без разрывов фазы.Нопосле заполнения счетчик 3 долженвернуться в нулевое состояние, приэтом все сигналы на выходах 12 должны снова начаться с нулевых фаэ, т.е.15произойдут скачки фаз. Чтобы этогоне произошло в момент переполнениясчетчика 3 (когда на всех его разрядах логические "1") производитсязапись значений фазы , с выходов 206 младших разрядов сумматора 8 вовторой блок 7 памяти. Как толькосчетчик 3 вернется в нулевое состояние, блок 7 памяти переходит в режимсчитывания и остаточные значения 25фаэ 1,1 будут все время добавлятьсяк числу всумматоре, Теперь скачкапо фазе не произойдет. В конце каждого периода Т а второй блок 7 памяти производит запись новых граничных значений фазы 1;1 и таким абра" З 0 эом, генерация сетки частот можетпроизводиться непрерывно. При необходимости в начале работы в блок 7памяти. можно записать исходные значения фазовых сдвигов для каждого из З 5 в сигналов сетки частот.Если взять в качестве информационного не 5+1-й, а 5+2-й разряд сумматора, то на выходах 12 можно получить сетку частот ,/2, т.е. каждая 40 частота будет вдвое ниже. Вообще,можно установить несколько групп регистров 10 и 11 и получить набор".еток частот )", ,/2, ;/4 45 фо рм ул а из о б ре те нияНапример, если ; задано р = 8 - разрядным числом,= 2 ИГц, ю = 8,то , - 1; (Гц), т.е. реальная частота будет соответствовать двоичномучислу 1;,Второй счетчик 3 считает импульсы частоты 1 = 1 /2 от, Его объемР тактдолжен составлять 2 р Разрядов: рмладших разрядов, выражающих число Цифровой генератор частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, два счетчика, коммутатор, блок 50 постоянной памяти, сумматор, при"чем выход генератора тактовых импуль,сов подключен к счетному входу первого счетчика, выход старшего разряда которого подключен к счетному 55 входу второго счетчика и управляющему входу коммутатора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей1228095 Составитель С. КурТехред Г.Гербер актор Ю. Середа орректор А, Ференц Тираж б 7 1 ПодпиВНИИПИ Государственного комитетпо делам изобретений и открыт 1 13035, Москва, Ж, Раушская на аказ 2303/49 ноеСССРйд. 4/ оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная путем генерации сигналов произвольныхчастот, в него введены. два блока оперативной памяти, два регистра иэлемент И, причем выходы младшихразрядов первого счетчика подключенык младшим разрядам адресного входаблока постоянной памяти и первого ивторого блоков оперативной памяти,кстаршим разрядам адресного входа блока постоянной памяти подключен выходкоммутатора, к первому и второму информационным входам которого подключены группы выходов младших и старших разрядов второго счетчика,первый вход элемента И, тактовыйвход первого регистра и вход разрешения записи первого блокаоперативной памяти объединены иподключены к выходу старшего разряда первого счетчика, второйвход элемента И подключен к выходу генератора тактовых импульсов,выход элемента И " к тактовому входу второго регистра, выход которого к информационному входу первого регистра, выход которого - к выходу генератора, выход блока постоянной памяти - к информационному входу первого блока оперативной памяти и первому информационному входу сумматора, второй информационный вход ко О торого подключен к выходу второгоблока оперативной памяти, информационный вход которого подключен к выходу сумматора, выход 1-го ( 1 = 1, , и, где и - разрядность формы 15 представления сигнала) разряда которого подключен к входу последовательной записи второго регистра,инФормационный выход первого блока оперативной памяти подключен к третьему 20 информационному входу сумматора, выход переполнения второго счет чика - к входу разрешения за - писи второго . блока оперативной памяти.