Цифровой генератор синусоидальных сигналов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИХРЕСПУБЛИК 19 00 БРЕТЕНИЯ ИСАНИ ИДТЛ 1 СТВМ торСОМ(46) 28.02.86, Бюл. У 8 (71) Минский радиотехнический институт(56) Петровский А.А., Клюс В.Б. Цифровой генератор синусоидальных функций для анализатора спектра, Известия вузов СССР, Приборостроение, 1981,8, с. 65-68.Авторское свидетельство С В 3658214, кл. Н 03 В 19/00, (54) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР СИНУ ДАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к радио технике и может использоваться в устройствах анализа х-к случайных процессов. Обеспечивается формирбвание полигармонических сигналов с изменяющейся во времени частотой Устройство содержит пять накапливающих сумматоров ( НС) 1,3,12,14,ССР1983,СОИ -ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 801215162 15, шесть блоков 2,7,9,11,13 и 16 элементов И, блок 4 умножения кодов, синхронизатор (С) 5 и три регистра памяти ( РП ) 6,8, 10, По сигналам с 1-го, 3-го и 2-го выходов С 5 с помощью НС 1,3,12,4, 15 и блока 16 элементов И формируется начальное значение аргумента-онулевой гармоники А=О, а по сигналу с 6-го выхода С 5 с помощью НС 3 и 12 формируются начальные значения аргументов всех гармоник А , при этом на выходе блока 4 умножения кодов получаются отсчеты отдельных гармоник, а на выходе НС 14 - начальный отсчет полигармонического сигнала, По сигналам с 4-го и 3-го выходов С 5 с помощью РП 6 и НС 1,3,4,15 формируется первое значение аргумента нулевой гармо - оники А а по сигналам с 4-го и 6-го выходов С 5 с помощью РП 10 и НС 3,12 формируются 1-е значения аргументов всех гармоник А , приэтом на выходе блока 4 умножениякодов получаются 1-е отсчеты составляющих полигармонического сигнала,а на выходе НС 14 - 1-й отсчет полигармонического сигнала. Далеепо сигналу с 5-го выхода С 5 содержимое РП 8 добавляется в НС 15,где образуется очередное значение 1215162приращения аргумента и т.д. После довательность сигналов с 5-го, З-го,2-го и 6-го выходов С 5 повторяется и на выходе устройства формируются очередные значения полигармонического сигнала до поступления с выхода С 5 сигнала "Стоп". Дан пример выполнения С 5. 1 з.п. ф-лы, 2 ил, 1Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться вустройствах анализа характеристикслучайных процессов.Цель изобретения - обеспечениеформирования полигармонических сигналов с изменяющейся во времени частотой,На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема цифровогогенератора синусоидальных сигналов,на фиг. 2 - то же, синхронизатор.Цифровой генератор синусоидальных сигналов содержит первый накапливающий сумматор 1, первый блок 2элементов И, второй накапливающийсумматор 3, блок 4 умножения кодов,синхронизатор 5, первый регистр 6памяти, второй блок 7 элементов И,второй регистр 8 памяти, третийблок 9 элементов И, третий регистр10 памяти, четвертый блок 11 элементов И, третий накапливающий сумматор 12,йятый блок 13 элементов И,четвертый накапливающий сумматор 14,пятый накапливающий сумматор 15,шестой блок 16 элементов И. Приэтом синхронизатор содержит первыйгенератор 17 одиночных импульсов,второй генератор 18 одиночных импульсов, НБ-триггер 19, тактовыйгенератор 20, первый элемент И 21,второй элемент И 22, регистр 23частоты, первый 24 и второй 25 счетчики, дешифратор 26 иивертор 27,первый 28, второй 29 и третий 30элементы задержки, третий 31, четвертый 32, пятый 33 и шестой 34элементы И,Цифровой генератор синусоидальных сигналов работает следующим образом. 2В основу работы положен алгоритм,основанный на соотношениих(т-х): 8/11 здпх 5 для Осхс 1 Г или в дискретном виде (-1) (п-АМ)М-(и-АМ)щА з 1.пцпд 1 О)для любого 1,10 ЧГгде м)о = - частота синусоидыА=8 М /% 5 - амплитуда синусоиды,йд С - период дискретизации;И =0,1,2,- текущий номер выраба 15 тываемой дискреты;М - емкость второго накапливающего сумматора 3без знакового разряда,20- число переполненийвторого накапливающего сумматора 3.из 1,11 видно, что аргумент синусоиды равен 3 пМ.25 Для и -го отсчета синусоиды аргумент А можно выразить через аргумент А , предыдущего(и)-го отсчета и,его приращениес 7 а 1 следующим образом30 А,=А к-+ м 7 о А Ф., 2.)Для получения синусоиды с изменяющейся во времени частотой (вместо постоянной частоты и ) необходимо подставить значения частоты ,) изменяющейся при переходе от одного отсчета к другому,Для линейного законаи= Э+а ), . Сз)где Ь) - изменение частоты за время4 С, т.е. скорость сканирования синусоиды.по частоте, 1215162О 15 20 25 30 40 50 ра 5 содержимое первого регистра 6 (ЬА) добавляется в пятый накапливающий сумматор 15, в котором получается значение Ь А, а содержимое третьего регистра 10 А) добавляется в третий накапливающий сумматор 12, в котором получается значение 8 А. По сигналу с третьего выхода синхронизатора 5 обнуляются второй и четвертый накапливающие сумматоры 3, 14 и содержимое пятого накапливающего сумматора 15 складывается с содержимым первого накапливающего сумматора 1, которое затем добавляется в обнуленный второй накапливающий сумматор 3, в котором получаем первое значение ар-о гумента нулевой гармоники А,. По сигналу с шестого выхода синхронизатора 5 к содержимому второго накапливающего сумматора 3 добавляется содержимое третьего накапливающего сумматора 12, и, таким образом, получаются первые значения аргументов всех гармоник А, а на выходе блока 4 умножения получаются первые отсчеты составляющих полигармонического сигнала. На выходе четвертого накапливающего сумматора 14 формируется первый отсчет полигармонического сигнала. Далее по сигналу с пятого выхода синхронизатора 5 содержимое второго регистра 8 А А) добавляется в пятый накапливающий сумматор 15, где образуется очередное значение приращения аргумента и т.д. Последовательность сигналов с пятого, третьего, второго и шестого выходов синхронизатора 5 повторяются и на выходе цифрового генератора синусоидальных сигналов формируются очередные значения полигармонического сигнала. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет подан сигнал "Стоп" с выхода второго генератора 18 одиночных импульсов в синхронизаторе 5.Третий, четвертый, пятый и шестой элементы И 31-34 и дешифратор 26 образуют схему демультиплексора, который коммутирует вход первого счетчика 24 на соответствующие выходы синхронизатора 5 с определенньм временным сдвигом на каждом из выходов. Работа синхронизатора 5 начинается по сигналу "Пуск" с выхода первого генератора 17 одиночных импульсов, который устанавливает ЙЬ - триггер 19 в единичное состояние и обнуляет второй счет чик 25, Когда второй счетчик 25 просчитает два импульса, потенциал с одного из выходов дешифратора 26 запретит поступление импульсов через второй элемент И 22 на вход второго счетчика 25, Таким образом, первый импульс с выхода первого счетчика 24 пройдет на первый выход синхронизатора 5, а второй импульсна четвертый выход синкронизатора 5, а все последующие импульсы через шестой элемент И 34 пройдут на пятый выход синхронизатора 5. Эти же импульсы с выхода первого счетчика 24, но задержанные на четверть периода тактового генератора 20 первым .элементом задержки 28, поступят на третий выход синхронизатора 5, а задержанные еще на четверть периода вторым элементом 29 задержки поступают на второй выход синхронизатора 5. Коэффициент деления первого счетчика 24 заносится в регистр 23 частоты и импульсами с выхода переноса первого счетчика 24 в него из регистра частоты 23 заносится начальное значение. Коэффициент деления определяет число гармоник в полигармоническом сигнале. Импульсы с тактового генератора 20 через первый элемент И 21 поступают на счетный вход первого счетчика 24 и задержанные на три четверти своего периода третьим элементом задержки 30 - на шестой выход синхронизатора 5.Если содержимое второго регистра 8 ЬА равно нулю, то формируется полигармонический сигнал, частота составляющих которого постоянна, а если во второй регистр 8 занесена величина ЬА в дополнительном коде, то частота полигармонического сигнала не возрастает, а убываетформула изобретения Цифровой генератор синусоидальных сигналов, содержащий последовательно соединенные первый накапливающий сумматор, первый блок элементов И и второй накапливающий сумматор, последовательно соединенные первый регистр памяти и второй блок элементов И, последовательно соединенные второй регистр памяти и третий блок элементов И, блок умножения кодов, первый и второй входы которого подключены соответственно кпрямому и инверсному выходам второго накапливающего сумматора, и синхронизатор, первый, второй, третий,четвертый и пятый выходы которогосоединены соответственно с установочным входом первого накапливающего сумматора, управляющим входомпервого блока элементов И, установочным входом второго накапливающего сумматора, управляющим входом второго блока элементов И и управляющим входом третьего блокаэлементов И. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспеченияформирования полигармонических сигналов с изменяющейся во времени частотой, в него введены последовательно соединенные третий регистр памяти, четвертый блок элементов И,третий накапливающий сумматор и пятый блок элементов И, четвертыйнакапливающий сумматор, а между выходом второго блока элементов И ивходом первого накапливающего сумматора введены последовательно соединенные пятый накапливающий сумма-.тор и шестой блок элементов И, приэтом выход блока умножения кодовсоединен с входом четвертого накапливающего сумматора, установочныйвход которого объединен с управляющим входом шестого блока элементовИ и подключен к третьему выходу синхронизатора, установочные входы третьего и пятого накапливающих сумматоров объединены и подключены кпервому выходу синхронизатора, шестой выход синхронизатора соединенс управляющим входом пятого блокаэлементов И, выход которого подключен к второму входу второго накапливающего сумматора, выход третьего блока элементов И соединен свторым входом пятого накапливающегосумматора, а управляющий вход четвертого блока элементов И подключен к седьмому выходу синхронизатора, . 2. Генератор по и. 1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что синхронизатор содержит последовательно соединенные первый генератор одиночных импульсов, В -триггер, первый элемент И, первый счетчик, второй элемент И, второй счетчик и дешифратор, последовательно соединен- О ные первый элемент задержки и второй элемент задержки, а также третий элемент задержки, инвертор, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, второй генератор одиночных импульсов, тактовый генератори регистр частоты, поразрядные выходы которого подключены к соответствующим информационным входам первого счетчика, первый вход третье го элемента И объединен с первымвходом четвертого элемента И, с .первым входом пятого элемента И,с первым входом шестого элемента И,входом первого элемента задержки 25 и установочным входом первого счетчика и подключен к выходу первогосчетчика, вторые входы третьего,четвертого, пятого и шестого элементов И подключены. к соответствующим З 0 выходам дешифратора, вход и выходинвертора соединены соответственнос вторым входом шестого элемента Ии с вторым входом второго элементаИ, выход второго генератора одиночных ипульсов подключен к Й -входуЙ-триггера, выход тактового генератора соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого подсоединен к входу третьего элементазадержки, выход первого генератораодиночных импульсов подключен к установочному входу второго счетчика,при этом выходы третьего элемента И,второго элемента задержки, первого 45 элемента задержки, пятого элемента И, шестого элемента И,третьего элемента задержки и чет-вертого элемента И являются соответственно первым вторыми, третим, пятым, четвертыю, шестым иседьмым выходами синхроиизатора.1215162 Составитель 1 О. КовалевТехред. О.Неце ректор М.Самборска лем актор аэ 911/5 Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Фили Тираж 818 НИИПИ Государств по делам изобре 5, Москва, Ж,Подписнонного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д. 4/