Цифровой генератор гармонических колебаний

(22) Заявлено 29.11.79 (21) 2845407/18-09с присоединением заявки М В 19/О Государственный комнтет СССР но делам нзобретеннй и открытийата опубликования опи я 15,10. 2) Авторыизобретения) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР ГАРМОНИЧЕСКИХ кОлеБАний О Изобретение относится к вычислительной технике и может использоватьсяв цифровой измерительной технике при построении прецизионных программируемых генераторов синусоидальных колебаний.Известен цифровой генератор гармонических колебаний, содержащий генератор импульсов и реверсивный счет чик, постоянное запоминающее устройство, цифро-аналоговый преобразоватеЛь, блок управления, вычислительные блоки, делитель частоты и регистры сдвига 11 1.Однако точность известного гене" 15 ратора невысока, а постоянное запоминающее.устройство очень сложносНаиболее близким техническим решением к предлагаемому является цифровой генератор гармонических коле, - 20 баний, содержащий последовательно соединенные генератор счетных импульсов, ключевой блок, делитель длины участков аппроксимации реверсивный счетчик числа участков ап проксимации и дешифратор, выход которого соединен с входами двух иден тично выполненных каналов, каждый иэ которых содержит последовательно соединенные шифратор, вентиль,пер вый элемент ИЛИ, распределитель импульсов, второй элемент ИЛИ и реверсивный счетчик результата, последовательно соединенные делитель аргу- мента и счетчик аргумента, а также блок реверса и управляемый делитель, при этом .выход. ключевого блока.соединен также с входами делителя аргумента и управляемого делителя, выход которого соединен с другим входом вентиля каждого из каналов, выход блока реверса соединен с управляющим входом распределителя импульсов каждого нз каналов и с управляющим входом реверсивного счетчика числа участков аппроксимации, выход которого соединен также с входом блока реверса,а другие входы вторых элементов ИЛЙ первого и второго каналов соединены с другими выходами распределителей импульсов соответственно второго и первого каналов 2.Однако цифровой генератор имеет узкий диапазон выходных частот и не обеспечивает генерирования непрерывных гармонических колебаний.Цель изобретения - обеспечение генерирования непрерывных гармонических колебаний при одновременном расширении диапазона выходных частот.б 5 Для этого в цифровой генераторгармонических колебаний введенысчетчик квадрантов, блок управленияи последовательно соединенные блокначальной установки фазы и блоксравнения кодов, другой вход которого соединен с выходом счетчика аргумента и с входом счетчика квадрантов,выход которого соединен с управляющим входом счетчика аргумента,а также,в каждый канал введены последовательно соединенные блок потенциально-импульсных ключей и цифро-аналоговый преобразователь, при этомвыход блока сравнения кодов соединенс управляющим входом блока потенциально-импульсных ключей каждогоиз каналов, первый вход блока управления соединен с выходом реверсивного счетчика результата и с входомблока потенциально-импульсных ключейпервого канала, второй вход - с выходом реверсивного счетчика результата и с входом блока потенциальноимпульсных ключей второго канала,первый выход - с объединенными управляющими входами цифро-аналоговогопреобразователя первого канала и реверсивного счетчика результата второго канала, а второй выход - а объединенными управляющими. входами цифро-аналогового преобразователя второго канада и реверсивного счетчикарезультата первого канала.На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного цифрового генератора,Цифровой генератор гармоническихколебаний содержит генератор 1 счетных импульсов, ключевой блок 2, делитель 3 длины участков аппроксимации, реверсивный счетчик 4 числаучастков аппроксимации, дешифратор5; два канала б состоящих из шифраторов 7 и 8 вентилей 9 и 10 первыхи вторых Элементов ИЛИ 11 и 12, 13 и14 распределителей 15 и 16 импульсов,реверсивных счетчиков 17 и 18 результата, блоков 19 и 20 потенциально-импульсных ключей, цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) 21 и 22,делитель 23 аргумента, счетчик 24аргумента, блок реверса 25, управляемый делитель 26, счетчик27 квадрантов, блок 28 управления,блок 29 начальной установки фазыи блок 30 сравнения кодов.устройство работает следующимобозом.фри подаче сйгнала ключевой блок2 открывается и импульсы с выхода генератора 1 поступают на входы делителей 3,23 и 26. Через делитель 23,число-импульсный эквивалент переменной Х поступает в счетчик 24. Черезделитель 3 импульсы поступают вреверсивный счетчик 4,овыходы которого через дешифратор 5 управляют шифраторами 7 и 8, задающими угловые 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 коэффициенты аппроксимирующих отрезков при помощи вентилей 9 и 10. Далеепроходя по каналам 6, кодо-импульсные.значения фунций У = ьпХ и У = сосХпоступают на ЦАП 21 и 22.При переполнении реверсивного счетчика 4 блок реверса 25 изменяет направление счета, и переключает выходы.распределителей 15 и 16,угловыекоэффициенты при этом с выходоВ шифраторов 7 и 8 задаются в обратнойпоследовательности.В начальный момент с блока 30 снимается управляющий сигнал, которыйудерживает потенциально-импульсныеключи блоков 19 и 20 в закрытомсостоянии до тех пор, пока значениеначальной фазы колебаний, заданнойв кодо-импульсной форме, в блоке 29не сравняется со значением аргумента,поступающего на второй вход блока30 с выхода счетчика 24.Для непрерывной работы цифровогогенератора блок 28 выдает управляющие сигналы на реверсивные счетчики17 и 18 и ЦАП 21 и 22,Как только значение функцииУ ьп Х, поступающее на первый входблока 28 равно плюс единице, блок28 выдает по первому входу управляющий сигнал, который производит реверс реверсивного счетчика 17 и меняет знак (полярность) выходного напряжения ЦАП 22. При этом реверсивный счетчик 17, работавший на сложение, после реверса работает на вычитание, а выходное напряжение, будучи положительным, после реверса меняет полярность на противоположную.Когда значение функции У = и Х,поступающее с выхода реверсивногосчетчика 17 на первый вход блока 28,равно минус единице, блок. 28 попервому выходу выдает управляющийсигнал на смену знака (полярности)выходного напряжения ЦАП 22. Вэтомслучае реверсивный счетчик 17 послереверса работает на сложение, а выходное напряжение ЦАП 22 положительное.Аналогичным образом генератор работает, когда значение функцииУ = сов Х поступает с выхода реверсивного.счетчика 18 на второй входблока 28.Таким образом предлагаемый цифровой генератор дает воэможность непрерывного воспроизведения тригоно-,метрических функций синуса и ко(:ину-.са в широком диапазоне частот путемизменения счетных импульсов, поступающих с выхода генератора, что позволяет применить его в цифровой измерительной технике при построении прециэионных программируемых генераторов синусоидальных колебаний. Формула изобретения Цифровой генератор гармоническихсоединенные генератор счетных импульсов, ключевой блок, делитель длины участков аппроксимации, реверсивный счетчик числа участков аппроксимации и дешифратор, выход которогосоединен с входами двух идентично выполненных каналов, каждый из,которых содержит последовательно соединенные шифратор, вентиль, первый,элемент ИЛИ, распределитель импульсов,второй элемент ИЛИ и реверсивныйсчетчик результата, последовательносоединенные делитель аргумента исчетчик аргумента, а также блок ре"верса и управляемый делитель, приэтом выход ключевого блока соединентакже с входами делителя аргумента иуправляемого делителя, выход которого соединен с другим входом вентилякаждого из каналов, выход блока реверса соединен с управляющим входомраспределителя импульсов каждого изканалов и с управляющим входом реверсивного счетчика числа участковаппроксимации, выход которого соединен также с входом блока реверса,а другие входы вторых элементов ИЛИпервого и второго каналов соединеныс другими выходами распределителейимпульсов соответственно второго ипервого каналов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечениягенерирования непрерывных гармонических колебаний при одновременномрасширении диапазона выходных частот, введены счетчик квадрантов,блокуправления и последовательно соединенные блок начальной установки фазыи блок сравнения кодов, другой входкоторого. соединен с выходом счетчикааргум .нта и с входом счетчика квадрантов, выход которого соединен суправляющим входом счетчика аргумента, а также .в каждый канал введеныпоследовательно соединенные блок потенциально-импульсных ключей и цифроаналоговый преобразователь, при этомвыход блока сравнения кодов соединен с управляющим входом блока потенциально-импульсных ключей каждого изканалов, первый вход блока управления соединен с выходом реверсивногосчетчика результата и с входом блока 1 .потенциально-импульсных ключей первого канала, второй вход. - с выходомреверсивного счетчика результата и свходом блока потенциально-импульсныхключей второго канала, йервый выход с объединенными управляющими входамицифра-аналогового преобразователяпервого канала и реверсивного счетчика результата второго канала, а второй выход - с объединенными управд ляющими входами цифро-аналоговогопреобразователя второго канала и реверсивного счетчика результата первого канала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 656181, кл. Н 03 В 19/00, 1977.2. Авторское свидетельство СССР9 714410, кл. 6 06 Г 15/34, 19779/8 Зак ноеСР4/5 ал ППП фПатентф, г, Ужгород, ул. Проектная,Тираж 991 НИИПи Государственного к до делам изобретений и 3035, Москва, 3-35, Рауш