Цифровой двухфазный генератор синусоидальных сигналов

ОП ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(53) УДК 621.373. ,42 (088.8) Опубликовано 30.1.81. БюлЛетень 44 йо делам изобретений и открытийДата опубликования описания 05.12.8(54) ЦИФРОВОИ ДВУХФАЗНЫИ ГЕНЕРАТОР СИНУСОИДАЛЬНЬ 1 Х СИГНАЛОВИзобретение относится к радиотехникеи может быть использовано при построении широкодиапазонных генераторов синусоидальных колебаний, формирующих одновременно два выходных сигнала, фазовый сдвиг между которыми регулируется в широких пределах независимо от частоты выходного сигнала.Известен цифровой двухфазный генератор синусоидальных сигналов, содержащий блок установки частоты, генератор сетки честот, блок установки фазового сдвига, блок совпадения кодов и для каждого из каналов генератора последовательно соединенные счетчик импульсов, постоянное запоминающее устройство, регистр, цифроаналоговый преобразователь и фильтр нижних частот 11.15Генератор этого типа обеспечивает высокую точность воспроизведения фазового сдвига, однако имеет ограниченный диапазон рабочих частот и относительно сложную схему обеспечения фазового сдвига в одном из каналов. 20К недостаткам генератора можно отнес.ти также необходимость использования двойного количества (по числу каналов) таких 2сложных и дорогих узлов, как счетчик импульсов, запоминающее устройство и цифроаналоговый преобразователь.Известен цифровой двухфазный генератор синусоидальных сигналов, содержащий последовательно соединенные задающий ге-. нератор, накапливающий сумматор, другой вход которого подключен к выходу блока установки частоты, и сумматор кодов, другой вход которого соединен с выходом бло ка установки фазового сдвига, последова тельно соединенные преобразователь кода по квадрантам, постоянное запоминающее устройство, преобразователь кода по знаку, регистр сдвига, другой вход которого подключен ко второму выходу задающего гене- . ратора, и цифроаналоговый преобразователь, а также первый и второй фильтры нижних частот 121.Однако известное устройство недостаточно подавляет составляющие спектра, кратные частоте выходного сигнала и использует двойное количество (по числу каналов) сложных и дорогостоящих узлов.Цель изобретения - подавление состав. ляющих, кратных частоте выходного,сигнала, при одновременном упрощении.Для этого в цифровой лвухфазный генератор сицусоцляльцых сигналов, содержащи й последовательно соеди ценньсе залаю. цц 1 й генсрдтор, накапливающий сумматор, другой вход которого полключен к выходу 6 локя установкичастоты, ц сумматор колов, лру 1 ой вход которого соелицен с выхолом блока установки фазового сдвига, последовательно соединенные преобразователь коля цо квадрантам, постоянное запомццякнцее устройство, преобразователь кода цо знаку, регистр сдвига, другой вход которого цолклкчен ко второму выходу залакнцего генератора, и цифроаналоговый преобразователь, а также первый и второй фильтры нижних частот, между первым управляющим выходом задающего генератора и вхолом преобразователя кода цо квадрянтам введен коммутатор колов, кодовые входы которого подключены к выхолам накапливающего сумматора и сумматора колов, д второй выход - - ко второму входу преобразователя кода цо знаку, а между выходом цифроаналогового преобразователя и входами первсцо и второго фильтров нижних частот введены соответственно первый и второй блоки выборки и хранения, другие входы которых соединены соответственно со вторым и третьим управляющими выходами заддкццего генератора.11 д фиг. 1 приведена структурная электрическая схема преллягаемого цифрового двухфазного генератора сицусоидальных сигйалов; на фиг. 2 - эпюры, поясняющие его работу.Цифровой лвухфазный генератор синусоцлальных сигналов содержит блок 1 установки частоты, блок 2 установки фазового сдвига, задающий генератор 3, накапливакзщий сумматор 4, сумматор 5 кодов, преобразователь 6 кода по квадратам, постоянное запоминающее устройство 7, преобразователь 8 кода по знаку, регистр 9 сдвига, цифроаналоговый преобразователь 10, фильтры нижних частот 11 и 12, коммутатор 13 колов, блоки 14 и 15 выборки и хранения,Устройство работает следующим образом,Код требуемой чдстоты выходного сигнала фиксируется блокомустановки частоты и поступает на накдпливающий сумматор 4, имеющий емкость 1 Ч. Накапливающий сумматор 4 вырабатывает двоичный код числа, соответствующего текущей фазе выходного синусоиляльного сигнала, Значение этого кода нарастает,по линейному закону гго мере поступления нд вход накапливающего сумматора 4 тактовых импульсов (фнг, 2 а) от задающего генератора 3.Код значения Фазового сдвига выходного напряжс цця во втором канале задяк)- щего генератора 3 фцксцруетгя 6 локом 2 чстацовки фазового слвцгя и поступает ця сумматор 5 кодс, г,ц выполняет я арифметическое сложение коля ус тановлеггного значения фазового сдвига с кодом текуще.го значения фазы выходного сигнала, вырабдтываемого накапливающим сумматором 4. Код текущего значения фазь 1 выходного сигнала первого канала и код с выхода сумматора 5 кодов, являющийся кодом текущего значения фазы выходного сигнала второго канала генератора, поступают ца вход коммутатора 13 кодов, представляющего собой набор схем И - ИЛИНЕ.1 О Коммутатор 13 кодов в течение интервалов времени ( - .4, ст -- .1 р и так далее, равных половине периода тактовых импульсов (фиг. 2 б) пропускает ца выход код текущего значения. фазы с выхода накапливающего сумматора 4, а в течение интервалов вРемени с 4 в (г, (о в (з и так далее (фиг. 2 в) - код с выхола сумматора 5 кодов.Далее преобразователь 6 кола по квадрантам в течение интервалов времени 1, - 20 (с ст - сгр И таК ДаЛЕЕ ОСУЩЕСтВЛЯЕт ПРЕОбразование по квадрантам кода текущего значения фазы выходного сигналя первого канала, а в течение интервалов времени Ь - (т, (, - 11 з и так далее - текущего значения фазы выходного сигнала второго канала. Выходной код преобразователя 6 кода по квадрантам является адресом, по которому постоянное запоминающее устройство 7 выдает кодированное значение выходного синусоидального напряжения. Преобразователь. 8 кола по знаку преобразует этот код в зависимости от значения знакового разряда, поступающего с выхода коммутатора 13 кодов. Регистр 9 сдвига предназначен для выравнивания залержек в различных разрядах кода выходного напряжения, зь поступающего с выхода преобразователя 8кода по знаку. При этом смена кода в регистре 9 сдвига производится с удвоенной; тактовой частотой (фиг. 2 г). В результате в моменты времени г 1, (т, 40с 1на выходе регистра 9 слвцга устанавливается код выходного напряжения второго канала, а в моменты времени 1 с, 1 р - код выходного напряжения первого канала генератора.4 . Преобразование кода выходного сигнала в аналоговое напряжение выполняет цифроаналоговый преобразователь 1 О. При этом в интервале времени гг - (г гт в (1 р выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 10. относится ко второму каналу ге нератора, а в интервале времени г, (1 р - 1,з - к первому каналу.Разделение выходного напряжения цифроаналогового преобразователя 10 по каналам производится с помощью блоков 14 и 15 выборки и хранения, имеющих в своем составе запоминающую емкость и ключевой элемент. Управление блоком 14 выборки и хранения осуществляется последовательцостью импульсов (фиг. 2 д), а блоком 5 выборки и хранения - последовательностью импульсов, (фиг. 2 е). 11 ри этом смена кода в регистре 9 сдвига происходит в момент времени (1, в этот же момент появзЮется вь- брос в ступенчатом напряжении на выходе цифроаналогового преобразователя 10, связанный с неодновременностью срабатывания отдельных разрядов цифроаналогового преобразователя 10. Однако напряжение на запоминающей емкости блока 14, а, следовательно, и на выходе второго канала не изменяезся, так как ключевой элемент блока4 закрыт. По окончании переходных процессовв в цифроаналоговом преобразователе О (момент времени 1 на фиг. 2 д) ключевой элемент открывается и запоминающая емкость очень быстро заряжается (или разряжается) до величины напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 10.Далее ключевой элемент блока 4 закрывается (момент времени ( на фиг. 2 д), а напряжение на запоминающей емкости сохраняется неизменным в течение следующего полупериода тактовых импульсов до момента времени (в, Спустя некоторое время (момент временипроисходит очередная смена информации в регистре 9 сдвига, а, следовательно, изменение напряжения на выхо.де цифроаналогового. преобразователя 10, сопровождаемое переходным процессом, по окончанйи которого (момент времени (в на фиг. 2 е) открывается ключевой. элемент блока 15 выборки и хранения. При этом запоминающая емкость блока 15 быстро заряжается (или разряжается) до величины напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 10, Далее ключевой элемент блока 15 закрывается (момент времени ( на фиг, 2 е), а напряжение на запоминающей емкости и на выходе первого канала генератора сохраняется неизменным в течение очередного полупериода тактовых импульсов, и так далее. Таким образом выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 1 О оказывается разделенным по двум каналам.Выходы блоков 14 н 15 соединены со вхо дами фильтров 11 и 12 нижних частот; осу.ществляюшими фильтрацию ступенчатого напряжения; Таким образом, предлагаемое устройство значител ьно проще известных, так как не требует применения двойного. количества таких сложных и дорогостоящих узлов, как постоянное запоминаюгцее устройство 7 и цифроаналоговый преобразователь 10, обеспечивая в то же время высокие технические характеристики,в том числе и подавление составзяюших,кратных частоте выходного сигнала. Кроме того, существенно упрощается предлагаемый генератор- частоты, и сумматор кодов, другой вход кото 25 30 дающего генератора. 50 35 40 45 из.за исключения из его состава второго регистра сдвига, а исключение вторичных преобразователей кодов компенсируется введением коммутатора 13 кодов. Упрощение схемы предлагаемого генератора приводит также к повышению надежности его работы, сокращению потребления мощности, уменьшению веса и габаритов,Схема предлагаемого генератора может быть положена в основу многофазового цифрового генератора синусоидальных сигналов. При этом количество каналов генератора будет ограничиваться быстродействием цифроаналогового преобразователя О и постоянного запоминающего устройства 7. Цифровой двухфазный генератор синусоидальных сигналов, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, накапливающий сумматор, другой вход которого соединен с выходом блока установки фазового сдвига, последовательно соединенные преобразователь кода по квадрантам, постоянное запоминающее устройство, преобразователь кода по знаку, регистр сдвига,.другой вход которого подключен ко второму выходу задающего генератора, и цифроаналоговый преобразователь, а также первый и второй фильтры нижних частот, отличающийся тем,что, с целью подавления составляющих, кратных частоте выходного сигнала, при одновременном упрощении, между первым управляющим выходом задающего генератора и входом преобразователя кода по квадрантам введен коммутатор кодов, кодовые входы которого подключены к выходам накапливающего сумматора и сумматора кодов, а второй выход - ко второму входу преобразователя кода по знаку, а между выходом цифроаналогового преобразователяи входами первого и второго фильтров нижних частот введены соответственно первый и второй блоки выборки и хранения, другие входы которых соединены соответственно со вторым и третьим управляющими выходами заИсточники информации,.принятые во внимание при экспертизе . Патент США Юо 3735269,кл. Н 03 В 19/00, 973.2. К, Н. Новс)п А цпсье зуп(Ьеягег апд 1 Ь адчапалев. Сб. Весго/76 Рго(евз. Ргоргапз Вов 1 оп, МаввасЬпве 15, 976, р, 6 (прототип).Редактор А, Власенко Заказ 0557/75 ВНИИПИ Гос по делам 133035, Москва филиал ППП Патль Л. Ананьеваойкас Корректор Г. ОгарПодписноекомитета СССРи открытийшская наб., д. 4/5род, ул. Проектная, 4