Цифровой функциональный генератор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 06 Г 1 02 ЕТЕНИ ЕТЕПЬСТ 6 Г 1/02 М с (о Е р ги ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОткРытий ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИ(57) Изобретение относится к цифровой вычислительной технике. Цель - расширение функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что цифровой функциональный генератор содержит М сумматоров 1, % регистров 2, коммутатор 3, блок 4 памяти синусов, блок 7 памяти весовых коэффициентов, умножитель 5, накапливающий сумматор 6, буферный регистр 8, блок 9 управления с соответствующими соединениями, Генератор может использоваться для контроля аппаратуры обработки информации. 2 ил.20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может использоваться для целей контроля аппаратуры обработки информации.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей цифрового функционального генератора за счет обеспеченияизменения частот членов гармоническогоряда, представляющего генерируемый сигнал,Цифровой функциональный генераторсодержит М сумматоров 1, М регистров 2,коммутатор 3, блок 4 памяти синусов, умножитель 5, накапливающий сумматор 6, блок7 памяти весовых коэффициентов, регистр 8буферный, блок 9 синхронизации,На фиг. 1 представлена функциональнаясхема предлагаемого генератора; на фиг. 2 -временная диаграмма устройства управления для У=5.Своими выходами блок 9 синхронизациисоединен с входами установки нуля регистров 2 памяти, с входами синхронизации этихже регистров, с п=одгФ управляющимивходами коммутатора 3, адресными входамиблока 7 памяти весовых коэффициентов,с установочным входом накапливающегосумматора 6 и с входами синхронизациинакапливающего сумматора 6 и буферногорегистра 8.Принцип действия устройства основанна том, что любой сложный сигнал ограниченной длительности и с ограниченным спектром можно приближенно представить в видеконечного тригонометрического полиномаи( И)= а+В;1., Ы, (1)игде=1,2,3, , 1;1= 1, 2, , 1 Ч - номер гармоники;в; - частота 1-й гармоники;0; - амплитуда )-й гармоники;Ы - интервал дискретизации сигнала повремени.Как следует из выражения (1), для синтеза такого сигнала достаточно задать Мзначений амплитуд гармоник, их частотыа; и интервал дискретизации Л.Устройство работает следующим образом.Перед началом работы на входах первойгруппы устанавливаются коды Лх, , Лхн,в блок 7 памяти весовых коэффициентов,переведенный при помощи управляющеговхода в режим записи, вводятся значения0;, регистры 2 памяти обнуляются импульсом, поступающим из блока 9 синхронизации.После начала первого цикла вычисленийблок 9 устанавливает накапливающий сумматор 6 в исходное состояние, при этомна его выходе фиксируется код хс. По окончании этого процесса в схеме генератораустанавливаются следующие коды: на выходах регистров 2 памяти - нули во всехразрядах, на адресном входе блоки 7 памятивесовых коэффициентов - нули во всех разрядах, на его выходе - код коэффициента йь на управляющем входе коммутатора 3 - нули во всех разрядах. При этом к выходу коммутатора 3 подключен его первый вход. На выходе первого сумматора 1 присутствует код Лх на выходе второго сумматора 1 - код Лх и т, д.Импульсом с второго выхода блока 9 код Лх записывается в первый регистр 2, код Лх - во второй регистр 2 и т. д. Теперь на выходе коммутатора 3 присутствует код Лх, на выходе блока 4 памяти синусов - код япЛХ, на выходе умножителя 5 - код Йз 1 пЛХ, который поступает на вход накапливающего сумматора 6. В накапливающем сумматоре 6 вырабатывается сумма хе+ + Оэ)пЛхь которая фиксируется в нем импульсом, поступающим на его вход синхронизации из блока 9 и появляется после этого на его выходе,После выполнения указанной последовательности операций к выходу коммутатора 3 подключается его второй вход и изменяется на единицу код на адресном входе блока 7 памяти весовых коэффициентов, вследствие чего на его выходе появляется код амплитуды В. Вся последовательность операций повторяется, после чего на выходе накапливающего сумматора 6 фиксируется кодхО + 0 япЛх + 025 ПЛх 2,Перечисленные операции повторяются М раз, после чего на выходе накапливающего сумматора 6 появляется кодиХО + ХО/з 1 ПЛХ/. (2)3=1Первый цикл вычислений закончится записью по сигналу от блока 9 синхронизации кода, определяемого выражением (2) в буферный регистр 8. Одновременно с записью в буферный регистр 8 к выходу коммутатора 3 подключается его первый вход, на адресный вход блока 7 памяти весовых коэффициентов подаются нули во всех разрядах, а на входы синхронизации регистров 2 памяти - импульсы, в результате чего на выходах регистров появляются коды 2 ЛХ, 2 ЛХ и т, д, до 2 Лхы. Начинается второй цикл вычислений, по окончании которого на выходе буферного регистра 8 фиксируется кодх + Хбгвп 2 ЛХ;,5=В результате повторения циклов вычисления на выходе буферного регистра 8 последовательно сменяются кодыхо +,ХО;з 1 пЗЛХйхс + Хй;з 1 п 4 Лх; и т. д.Иными словами на цифровом выходегенератора формируется последовательностькодов(7) 45 где= 1, 2, 3 1 - номер цикла вычислений.Частота смены этих кодов и соответствующих им напряжений равна частоте повторения циклов вычисления.Периодам гармонии з 1 п(Ах;) соответствует 2 значений аргументов х;, где й - разрядность кодов аргументов при условии, что разрядности всех Л/ кодов равны. Таким образом, период каждой -й гармоники определяется выражением где М - период повторения циклов вычислений;Лх; - десятичный эквивалент кода Лх Частота каждой -й гармоники определяется выражением1 Лхт,. ( ":1)Я (4) Период повторения циклов вычисления, а он является для гармоник интервалом дискретизации, ограничен по минимуму сум марным временем задержки всех узлов схемы. Он может быть выбран, исходя из данного числа гармоник и их частот, и заложен в блок 9 синхронизации. Практически период дискретизации гармоник определяется, исходя из теоремы КотельниковаЗОминТ 12 (5)При выбранном периоде дискретизации задают, исходя из требуемых частот гармоник, коды приращения аргументов Лх, , Лх, от единицы младшего разряда до зна- чения 2 - 1 Л 1Лх/макс = (6)ТмКак следует из приведенных рассужде О ний, на выходе буферного регистра 8 формируется последовательность кодов, определяемая выражением 5( Л 1) = хо+ХО;з 1 п(2 лфЫ),где 1", определяется выражением (4).Выражение (7) адекватно выражению (1).Таким образом, на выходе буферного регистра 8 генерируется в виде последова тельности кодов заданный сложный сигнал с ограниченными спектром и длительностью,Для изменения гармонического состава генерируемой функции (сложного сигнала) достаточно изменить значения кодов Лх, , Лх, Для изменения амплитуд 0; гармоник необходимо перевести блок 7 памяти весовых коэффициентов в режим записи и ввести в него новые значения амплитуд (весовых коэффициентов) . Цифровой функциональный генератор, содержащий коммутатор, блок памяти синусов, блок синхронизации, накапливающий сумматор и буферный регистр, причем выход коммутатора подключен к адресному входу блока памяти синусов, выход накапливающего сумматора подключен к информационному входу буферного регистра, отличаюиийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения изменения частот членов гармонического ряда, представляющего генерируемую функцию, в него введены Л сумматоров, М регистров, умножитель, блок памяти весовых коэффициентов, причем первые информационные входы всех М сумматоров подключены к группе входов приращения аргумента генератора, группа входов загрузки амплитуд гармоник которого подключена к группе информационных входов блока памяти весовых коэффициентов, адресный вход которого подключен к первому выходу блока синхронизации, выход -го сумматора ( = 1 - М) подключен к информационному входу -го регистра, выход которого подключен к -му информационному входу коммутатора и второму информационному входу одноименного сумматора, входы сброса регистров подключены к второму выходу блока синхронизации, третий, четвертый и пятый выходы синхроимпульсов которого подключены к входам синхронизации регистров, накапливающего сумматора и буферного регистра соответственно, вход начальной установки накапливающего сумматора подключен к шестому выходу блока синхронизации, седьмой выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, выход блока памяти синусов подключен к первому информационному входу умножителя, второй информационный вход которого подключен к выходу блока памяти весовых коэффициентов, выход умножителя подключен к информационному входу накапливающего сумматора, выход буферного регистра является выходом генератора.1285452 2 тель С. Кур Верес СР по делааушскаяриятие, г. л, Проектная,Состав Техред.И. Тираж 67 комитета С а, Ж - 35,ческое пред