Генератор гармонических функций

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 674169 А 0 7/ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ственный унивеавлов, Г,А.Пус ство СССРО, 1980,ство СССР(57) Изобретение относится к аналого-цифровой вычислительной технике, позволяет синтезировать гармонические колебания в широком диапазоне частот. Цель изобретения - уменьшение аппаратурных затрат за счет экономии памяти генератора. ГенераИзобретение относится к аналого-цифровой вычислительной технике, позволяетсинтезировать гармонические колебания вшироком диапазоне частот,Цель изобретения - уменьшение аппаратурных затрат за счет зкономии памятигенератора,На фиг.1 представлена блократора; на фиг,2, 3 и 4 - эпюры нгенератора.Генератор гармонических функций содержит генератор 1 импульсов, вычитающий 2 и суммирующий 3 счетчики,переключатель 4 полярности опорного натор гармонических функций содержит генератор импульсов (ГИ) 1, вычитающий 2 и суммирующий 3 счетчики, переключатель полярности(ПП) 4, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 5, блок 6 памяти ординат гармонической функции (БП) группу и элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7. Изменение величины двоичного кода Й 1, М 2,йг .интервалов разбиения влечет за собой изменение частоты генерируемого напряжения, при этом число интервалов разбиения на периоде не меняется, Данная структура генератора позволяет формировать периодическую функцию, симметричную относительно оси абсцисс, а также относительно осей, параллельных оси ординат и проходящих через точки с абсциссами, кратными четверти периода, Такой подход к форииро П ванию гармонических функций позволяет в четыре раза экономить обьем блока 6 памяти, что приводит при прочих равных услови- а ях к уменьшению аппаратурных затрат. 4 ил,пряжения, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 5, блок 6 памяти ординат гармонической функции, выход данных которого подключен к цифровым входам вычитающего счетчика 2, тактовый вход которого подключен к выходу генератора 1 ил 1 пульсов, а выход переноса соединен с тактовым входом суммирующего счетчика 3, и группу из и элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7, Входы переключателя 4 соединены соответственно с источниками положительного +Ооп и отрицательного - Оо опорных напряжений, выход переключателя 4 соединен с аналоговым входом ЦАП%, цифровые входы которо 1674169го подключены к выходам соответствующих и элементов группы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 и соединены с адресными входами блока б, Первые входы п элементов группы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 подключены к выходам соответствующих и младших разрядов счетчика 3, выход (и+1)-го разряда счетчика 2 соединен с вторыми входами п элементов группы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7, а выход (и+2)-го разряда счетчика 3 подключен к уп, ,равляющему входу переключателя 4, Выход ЦАП 5 является выходом генератора гармонических функций,Генератор работает следующим образом,Предварительно в ячейки памяти блока б записывается и-разрядное двоичное слово, в М старших разрядах которого записан код номера точки разбиения периода генерируемого напряжения, в остальных и - 1 разрядах записан код разности фазы двух соседних точек разбиения, Количество точек разбиения г задается исходя из требуемой точности аппроксимации, таким необходимым частотным диапазоном генератора.Для удобства примем, что запись была остановлена в нулевой точке, в этот момент на выходе счетчика 3 установился нулевой код, этот код через ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 подается на цифровые входы ЦАП 5, формируя на выходе ЦАП 5 нулевое напряжение. На выходе блока 6 появляется код,соответствующий интервалу разбиения (О; х 1) (фиг.Зв), записанный в нулевой ячейке, Величину этого кода условно можно изобразить некоторым вертикальным отрезком (фиг.Зб). Этот код подается на цифровой вход счетчика 2, на вычитающий вход которого поступают тактовые импульсы кварцевого генератора 1 (фиг,За). Нулевое выходное напряжение ЦАП 5 сохраняется до отнуления счетчика 2 тактовыми импульсами, после чего на выходе счетчика 2 формируется импульс, который поступает на тактовый вход счетчика 3. При этом счетчик 2 обнуляется и готов к записи нового кода, а на выходе счетчика 3 устанавливается код единицы, который, поступая на цифровые входы ЦАП 5, формирует на выходе ЦАП 5 первую ступеньку выходного напряжения (начиная с точки х 1, фиг,Зв). Тот же код единицы с выхода счетчика 3 поступает через ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 на адресные входы блока 6, вызывая появление на выходе блока 6 двоичного кода Н 2, соответствующего разноси фаз (х 2 - х 1) (фиг,Зб, в), записанного в первой ячейке памяти блока б в этст же момент. Код переписывается в счетчик 2.Далее под воздействием тактовых импуль 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 сов снова обнуляется счетчик 2, на выходе счетчика 3 появляется код двойки, на выходе ЦАП 5 появляется вторая ступенька выходного напрякения и т,д., весь цикл повторяется до г-й точки разбиения (точки с фазой хг), При этом на выходе ЦАП 5 формируется первая четверть периода ступенчатоаппроксимированной гармонической функции. На фиг.2 показана первая четверть функции у=э их для случая г=15, После г-й точки на выходе счетчика 3 устанавливается нулевой код, при этом на выходе (и+1)- го разряда счетчика 3 устанавливается "1", Эта единицаподанная на вторые входы группы и элементов ИСКЛ ЮЧАЮЩЕ Е ИЛ И 7, приводит к инверсии входного кода. Инверсия кода после г-й точки влечет за собой появление на выходе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 в следующем такте двоичного кода числа г, т.е. того же самого, что и было в предыдущем такте, затем устанавлиавется код г - 1 и т,д. до нуля, Эта последовательность кодов опрашивает ячейки памяти блока 6 в обратном порядке и формирует на выходе ЦАП 5 вторую четверть периода выходного напряжения. После двукратного отнуления первых и+1 разрядов счетчика 3 на выходе (и+2)-го разряда счетчика 3 появляется импульс, переключающий переключатель 4, при этом на аналоговый вход ЦАП 5 подается отрицательное напряжение и на выходе ЦАП 5 формируется третья четверть выходного напряжения, четвертая четверть формируется аналогично второй,Из фиг.З видно, что изменение величины двоичного кода й 1, й 2, К интервалов разбиения влечет за собой изменение частоты генерируемого напряжения, при этом число интервалов разбиения на периоде не меняется, Данная структура генератора позволяет формировать периодическую функцию, симметричную относительно оси абсцисс, а также относительно осей, параллельных оси ординат и проходящих через точки с абсциссами, кратными четверти периода, как показано на фиг.4.Такой подход к формированию гармонических функций позволяет в четыре раза экономить обьем блока памяти, что приводит при прочих равных условиях к уменьшению аппаратурных затрат.Формула и зоб рете н ия Генератор гармонических функций, содержащий генератор импульсов, вычитающий и суммирующий счетчики, цифроаналоговый преобразователь и блок памяти ординат гармонической функции, выход данных которого подключен к соответствунищему цифровому входу вычитающего счетчика, тактовый вход которого подключен квыходу генератора импульсов, выход переноса вычитающего счетчика соединен с тактовым входом суммирующего счетчика, выход цифроаналогового преобразователя является аналоговым выходом генератора 5 гармонических функций, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения аппаратурных затрат за счет экономии памяти генератора, в него введены группа из и элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и пере ключатель полярности опорного напряжения, первый и второй входы которого соединены соответственно с входами задания соответственно положительного и 15 отрицательного опорных напряжений генератора гармонических функций, выход переключателя полярности опорного напряжения соединен с аналоговым входом цифроаналогового преобразователя, цифровые входы которого подключены к выходам соответствующих и элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы и соединены с адресными входами блока памяти ординат гармонической функции, первые входы и элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы подключены к выходам соответствующих и младших разрядов суммирующего счетчика, соединенного выходом (и+1)-го разряда с вторыми входами и элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы, а выходом (и+2)-го разряда подключенного к управляющему входу переключателя полярности опорного напряжения.1674169Фиг. ФСоставитель Е.Телешинин Редактор Л.Веселовская Техред М.Моргентал Корректор М.Демчи каз 2925 Тираж 369 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101