Генератор синусоидальных колебаний

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧ ЕСНРЕСПУБЛИН Я 01423 О 06 Г 1 02 Е(54) ГЕНЕРАТОР СИНУСОИП БАНИЙ(57) Изобретение относ тельной технике и може ЬНЬБ КОЛ исл ся к кий ыт спольи генерато при построических кол зова гарм шк сину Цель но-косинусно изобретения сти и помеха периодическо ое состояние ьство СССР /548, 1982 тво СССР 548, 1979,ренин знаал СУДАРСТВЕННЬ 1 Й НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидет11 1003080, кл, С 06 ГАвторское свидетелВ 905815, кл, С 06 Р РЕТЕНИ баний на основе о преобразования. является повышени ащищенности заустановки на на1423 Э 98 ка Функции синуса с минуса на плюс.Для этого сумматоры синуса 2 и косинуса 4 снабжены дополнительными входами переноса Р, выходы старших разрядов регистра косинуса 3 подключенык вторым входам сумматора синуса 2,(1+1,)-й разряд регистра косинуса соединен с входом Р сумматора синуса 2,выходы старших разрядов сумматора синуса 2 подключены к вторым входамсумматора косинуса 4,(1+1) -й разрядсумматора синуса подключен к входуР сумматора косинуса 4, входы установки регистров синуса 1 и косинуса 3соединены с третьим входом блокасинхронизации 5, вход которого соединен с выходом старшего разряда регии - номер такта.Предлагаемый генератор реализуетвычисление системы уравнений (2),причем шаг Ь задается сдвигом выходных слов сумматора 2 синуса и регистра 3 косинуса вправо на некотороечисло разрядов, что достигается использованием только х+1 старших разрядов. При этом величина Ь определяется следующей Формулой:15 . Ь = 2 +1,где г - число двоичных разрядов сумматоров и регистров;- число старших разрядов,Сигналы с выходов 1 старших раз 2 О рядов регистра 3 косинуса подаютсяна входы 1 младших разрядов сумматора2 синуса а к свободным входам стар-.ших разрядов подключен старший раз, ряд регистра 3 косинуса. Аналогично25 осуществляется связь между выходамисумматора 2 синуса и входами сумматора 4 косинуса. Такое соединениеобъясняется особенностями двоичнойарифметики в дополнительных кодах,3 О Для повышения точности вычисленияфункций синуса и косинуса в генераторе осуществляется операция округле(3) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть испрльзовано при построении генераторовгармонических колебаний.Целью изобретения является повышение точности и помехозащищенностипутем периодической установки на начальное состояние при изменении зна ка функции синуса с минуса на плюс,На Фиг.1 представлена блок-схемагенератора; на фиг.2 - то же, блокасинхронизации (вариант выполнения).Генератор содержит регистр 1 сийуса, сумматор 2, синуса, регистр 3косинуса, сумматор 4 косинуса и блок5 синхронизации. Блок 5 синхронизациисодержит генератор 6 импульсов, триг"геры 7 и 8.Принцип работы генератора основанна моделировании дифференциальногоуравнения, описывающего колебательныйпроцесс:Х + Х = О (1)Применяя дискретное преобразованиеЛапласа, получаем следующую системурекуррентных уравненю:Хьн =Хи +пун(2)п 1 У и 1 хиФЭта система имеет строго синусоидальное решение (без учета конечностиразрядной сетки при реализации):Х = А зп Ьпс,стра синуса 1. Соединение выхода сумматора синуса 2 с вторым входом сумматора косинуса 4 позволяет смоделировать систему рекуррентных уравнений, которая имеет решение в видесинусоидальных колебаний с высокойстепенью точности, Например, приравном числе разрядов коэффициентгармоник известного технического решения составляет 22, в предлагаемомгенераторе его величина не превышает0,157, Кроме того, операция округления, которая реализуется связями(1+1) -х разрядов регистров 1, 3 свходами переноса Р сумматоров 2, 4,позволяет сделать погрешность разрядной сетки знакопеременной. 2 ил. 2лгде А - коэффициент, зависящий отначальных условий и от шагавычисления Ь;Ь - шаг вычислительного процесса;50 3 1 ц 23 ния произведений Ь Хи Ьу в системе (2). Округление реализуется подачей старшего из отбрасываемых разрядов с номером 1+1 на вход переноса сумматора.Генератор работает следующим образом.В нулевой момент времени в регистрах 1 синуса и 3 косинуса устанавливаются начальные условия колебаний, Установка производится блоком 5 синхронизации по входам установки регистров. В регистре 1 синуса фиксируется нулевое значение, а в регистре 3 косинуса - значение кода, соответствующее амплитуде колебаний. Сумматор 2 синуса суммирует код регистра 1 синуса с кодом регистра 3 косинуса, который путем сдвига вправо умножен на коэффициент Ь, Суммирование;производится с учетом сигнала переноса. В результате на информационных зходах регистра 1 синуса формируется код следующего состояния регистра 1 синуса, а следовательно, и следующего значения выходной функции синуса. Этот код с коэффициентом Ь поступает также на вторые входы сумматора косинуса, который проводит суммирование его с кодом регистра 3 косинуса. Суммирование проводится также с учетом переноса от (1+1)-го разряда сумматора 2 синуса. На информационных входах регистра 3 косинуса образуется код следующего состояния функции косинуса, С приходом от блока 5 синхронизации синхроимпульса на входы синхронизации регистров 1 синуса и 3 косинуса регистры принимают состояния следующих значений формируемых функций и весь вычислительный процесс повторяется. После окончания формирования периода выходных колебаний функция синуса изменяет знак с минуса на плюс, при этом старший разряд регистра синуса переходит из единицы в нуль. Этот сигнал поступает на вход блока 5 синхронизации, который при помоши сигналов с выхода разрешения записи и выхода установки производит восстановление начальных условий в регистрах 1 синуса и 3 косинуса, Затем процесс формирования периода выходных колебаний повторяется.Пример реализации блока 5 синхронизации представлен на фиг,2. Генера 5тор 6 прямоугольных импульсов осуществляет выработку сигналов синхронизации на вь.коде синхроимпульсов блока 5 сии.рониэации. Э-триггеры 7 и 8формируют сигналы установки и раэрешенкч соответственно при поступлениина входблока 5 синхронизации перепада иэ единицы в нуль со старшегоразряда регистра 1 синуса,15 Формула изобретенияГенератор синусоидальных колебаний, содержащий сумматор синуса, регистр синуса, сумматор косинуса, регистр косинуса и блок синхронизации,2 О причем выход регистра синуса соединен с входом первого операнда сумматора синуса, выход которого соединенс информационным входом регистра синуса, выход регистра косинуса соеди 25 нен с входом первого операнда сумматора косинуса, выход которого соединен с информационным входом регистракосинуса, выходы регистров синуса икосинуса соединены с выходами функЗо ций соответственно синуса и косинусагенератора, выходы разрешения записии синхроимпульсов блока синхронизации соединены с входами соответственно разрешения записи и синхронизациирегистров синуса и косинуса, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности выход -хстарших разрядов сумматора синусасоединен с входом второго операнда4 О сумматора косинуса, вход переносакоторого соединен с выходом (1+1)-горазряда сумматора синуса, вход переноса которого соединен с выходом(1+1)-го разряда регистра косинуса,выход д-х старших разрядов которогосоединен с входом второго операндасумматора синуса, входы начальной установки регистров синуса и косинусасоединены с выходом задания начальных условий блока синхронизации,входперезапуска которого соединен с выходом знакового разряда регистра синуса,5 Ректор Л,Пилипенко Заказ 4687/50 Тираж 704 ВНИИПИ Государственног по делам изобретени 3035, Москва, Ж, Рауш