Цифровой генератор сложных сигналов

(19) ( 0 4 С 06 Р 1/О Т ЕНИЯ:3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Новосибирский электротехнический институт связи им. Н.Д. Псурцева(56) Авторское свидетельство СССРР 860292, кл. Н 03 К 3/02, 1981,Гладкий В.С. Вероятностные вычислительные модели. М.: Наука, 1973,с, 142.(54) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР СЛОЖНЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к радиотехнике, в частности может быть использовано в локации и измерительной технике для формирования зондирующих сигналов с внутриимпульсной гиперболе " 25451 . А лической частотной модуляцией. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет генерации сигнала с гиперболической частотной модуляцией. Генератор содержит блок 1 ввода параметров сигнала, первый приемный регистр 2, второй прием- ный регистр 3, третий приемный регистр 4,; опорныйгенератор 5, второй накапливающий сумматор 6, четвертый накапливающий сумматор 7, счетчик 8 времени генерации, третий накапливающий сумматор 9, блок 10 управления, первый накапливающий сумматор 11, блок 12, преобразования кода фазы в код амплитуды, цифроаналоговый преобразователь о 13. Поставленная цель достигается ф введением двух приемных регистров, трех накапливающих сумматоров, счетчика времени генерации. 2 ил.++ , (21+1), (1)1:О 1:О 5Таким образом, оказывается возможным с помощью лишь операций суммирования находить дискретизированноезначение фазы генерируемого сигнала,соответствующее выражению (4). Мгно Овенное значение амплитуды отсчетасигнала находится в соответствии свыражением (1) как з 1.п мгновенной Фазы.На фиг, 1 изображена структурная 15схема предлагаемого генератора; нафиг. 2 - основные временные диаграмммы его работы.Генератор содержит блок 1 вводапараметров сигнала, первый - третий 20приемные регистры 2-4, опорный генератор 5, второй накапливающий сумматор 6, четвертый накапливающий сумматор 7, счетчик 8 времени генерации,третий накапливающий сумматор 9, 25блок 10 управления, первый накапливающий сумматор 11, блок 12 преобразования кода фазы в код амплитуды,цифроаналоговый преобразователь 13(ДАЛ). 30Генератор работает следующим образом,Как следует из изложения способагенерации, в процессе формированиякаждого отсчета генерируемого сигнала 35участвуют три фазовых приращения:фсонвФ 4 Ч, и йу, каждое из которых однозначно связано с параметрамигенерируемого сигнала (Т, Ро и бР)выражениями (10),(13),(15) и (3) . 40Поэтому непосредственно генерациисигнала должен предшествовать расчетуказанных приращений по заданным параметрам с последующим их занесениемв блок ввода параметров сигнала. Туда 45же вводится требуемая длительностьгенерируемого сигнала Т. На этом подготовительный этап заканчивается иможет начинаться непосредственно генерация ГЧМ-сигнала с заданными пара метрами. Временные диаграммы работы блоков устройства соответствуют следующим входам и выходам блоков: а - выходу опорного генератора, б - второму входу блока управления, ь - четвертому выходу блока управления, ъ - выходу счетчика времени генерации, 3 - первому выходу блока управления, р - третьему выходу блока управления,второму выходу блока управления,информационному выходу первого накапливающего суммдторд (ца диаграммеприведены дискретиэированные по времени и амплитуде зцачения Фазы, соответствующие двоичным числам ца выходенакапливающего сумматора и - выходупереполнения первого накапливающегосумматора, к - выходу цифроаналогового преобразователя (фиг. 2),Перед генерацией состояние прием-.ных регистров и счетчика времени генерации произвольное, накапливающиесумматоры обцулены,Генерация. начинается по внешнейкоманде - сигналу "Пуск" (фиг. 2 б),С приходом переднего фронта этогосигнала блоком 10 управления формируется импульс записи информации (Фиг.2 д), по которому в первый, второйи третий приемные регистры записываются соответственно приращения й фоз,йц, а в счетчик 8 времени генера 31ции - значение длительности генерируемого сигнала Т.Так как импульсом записи информация иэ блока, 1 Фиксируется в приемных регистрах и счетчике времени генерации, то сразу же после сигналацПускц может начинаться подготовка ус -тройства к генерации следующего сигнала с параметрами, отличными от пре, дыдущего. Для этого должна быть изменена информация в блоке ввода параметров сигнала, Таким образом, в предлагаемом .устройстве оказывается воз,можным совместить во времени этап непосредственно генерации сигнала с. этапом его подготовки к работе длягенерации следующего сигнала с другими параметрами, Сразу же .после прихода импульса записи на тактовые входы накапливающих сумматоров разрешается подача тактовых импульсов,(фиг. 2 ж 1, период следования которыхравен периоду дискретизации генери 1руемого сигнала Т, а на счетный входсчетчика 8 времени генерации подаются импульсы интервалов времени с периодом йТ (фиг. 2 в) . Значения периода дискретизации сигналаи периодаимпульсов насчета времени ЛТ являютсяпостоянными для устройства и задаются блоком 10 управлеция. По переднему фронту тактовых импульсов на выходе накапливающих сум 1325451маторов фиксируется результат операции сложения входных чисел с их содержимым, полученным аналогичным образом на предыдущем шаге (такте) работы генератора. При этом в третьемнакапливающем сумматоре на каждом1 с-ом шаге Формируется переменное приращение 11-1дф 1 сс 1-дФ (1 с-т(дф,+дс, (д) где д фчач содержимое сумматора на (1 с) ша 15 ге;новая добавка Кч2, др, дч К 1(величина 2 Х. д 11 О 2 О поступает с выхода второго накапливающего сумматора 6, а д -с выхода второгоприемного регистра 3).30Выражение (18) является развернутой формой записи выражения (1 б).В четвертом накапливающем сумматоре 7 Формируется приращениедфчас 1 Ос 1дфча 11(1 с +д 1 Г (19)Выражение ( 9) соответствует (14), где дфча 1, 1 с)В ) - . приращение фа зы на (1 с-) шаге: Кдф , 31 с) Д =2 дсГ=(1 с)д,(20) 1=0 40Результирующая Фаза колебания ф 1 т 1Формируется в первом накапливающемсумматоре 11:Ф 1 .7= Ф С(1 с) 2 +дф,+ дфчаг, Е 1 с 1) "1 +дфча( 1(1 с 1)1(21)Выражение (21) соответствует (17),Из этого выражения видно, что Формирование каждого значения текущей фазыгенерируемого сигнала выполняется какодна операция сложения в трехвходовомнакапливающем сумматоре на каждый тактработы устройства,По этому Значению фазы генерируемого сигнала (Фиг. 2 а) с помощью блока 12 преобразования кода фазы в кодамплитуды ставится в соответствие цифровой код величины дискретизированного по времеци и амплитуде отсчета колебания, Причем ца вход блока 12преобразования кода фазы н код амплитуды подается число, максимальноезначение которого це превьппает ю гадиан (половину периода синусоиды),Переход к аналоговому сигналу выполняется цифроаналоговым преобразователем 13, выход которого являетсявыходом устройства (фиг. 2 к). Так какна вход блока преобразования кода фазы в код амплитуды подаются значенияФазы в пределах от 0 до Р, то и наего выходе (на входе ЦАП) значенияамплитуды будут соответствовать лишьпервому полупериоду синусоиды, т.е.это будут лишь положительные отсчетысигнала. Для получения отрицательныхотсчетов (в пределах -21( синусоиды)на ЦАП 13 подается дополнительно сигнал переполнения накапливающего сумматора, который определяет номер полупериода а следовательно, и знакотсчета колебания (фиг. 2 и). По этому сигналу ЦАП инвертирует выходнойаналоговый сигнал.Работа устройства в режиме генерации будет продолжаться до тех пор,пока счетчик 8 времени генерации неподаст на третий вход блока 1 О управления сигнал "Стоп" (Фиг, 2 г). Этопроизойдет после того, как число импульсов интервалов времени Т, поступивших на счетный вход счетчика 8(Фиг 2 в), будет соответствовать общей заданной длительности сигнала Т,С приходом сигнала Стоп блок управления блокирует подачу тактовых импульсов накапливающим сумматорам,импульсов интервалов времени - счетчику времени генерации, Одновременнона третьем выходе блока управленияпоявляется сигнал обнуления накапливающих сумматоров уровень лог. п 0 пГфиг, 2 е),На этом генерация сигнала заканчивается, генератор готов к формированию нового ГЧ"1-сигнала.Блок 10 управления Формирует сигналы управления всего устройства в режиме генерации. Такими сигналами являются импульсы тактовой частоты (с периодом Т) в течение времени генерации сигнала (фиг, 2 ж); импульсы интервалов времени дТ в течение времени генерации сигнала (фиг. 2 в); импульс записи информации в приемные регистры и счетчик времени генерации(фиг. 2 д) и сигнал обнуления накапливающих сумматоров (фиг. 2 е)Сигналом перевода устройства в режим генерации является внешний сигнал Пуски (фиг. 2 б), сигналом окончания -5 "Стоп" (фиг, 2 г), поступающий со счет - чика 8 времени генерации. Опорной частотой блока управления является частота высокостабильного опорного,ге,нератора 5 (фиг. 2 а ). Тактовая часто 1та накапливающих сумматоров и импульсов интервалов йТ счетчика времени генерации получается делением опорной частоты. Для этого в блоке 1 О уп,равления используются два счетчика- делителя частоты, включенные последовательно, Для первого счетчика коэффициент деления равен(22) Лдля второго счетчикая Г АТЬ2 1 о ф (23) где- частота опорного генератора 5;25- период дискретизации генерируемого сигнала (фиг. 2 ж);3 Т - интервалы времени, используемые для насчета длительности генерируемого сигнала(фиг. 2 в)Величиной ЛТ определяется точность задания требуемой длительности генерируемого сигнала.35Ло сигналу "Пуск" - его переднему фронту - триггер блока 10 переходит в состояние "лог.1"При этом запускается одновибратор, формирующий корс 1 ткий импульс записи (фиг. 2 д). Кро ме того, "1" на выходе триггера является разрешающей для работы счетчиков блока 10, которые до этого находились в состоянии обнуления. На выходах счетчиков появляются сигналы, 45 соответствующие диаграммам фиг. 2 ж,в.Прекращение генерации происходитпо сигналу "Стоп" (фиг, 2 г), поступающему на вход 1-триггера блока 10,При появлении этого сигнала триггеропрокидывается в 0, обнуляя и вдальнейшем удерживая в этом состоянии счетчики и подавая на третий выход блока 10 управления сигнал обнуления накапливающих .сумматоров - уровень "лог. 0",Счетчик 8, времени генерации является устройством контроля длительности генерируемого ГЧМ-сигнала, Реализуется в виде счетчика с предустановкой, работающего в режиме вычитания,По сигналу записи информации (фиг.2 д) из блока 1 ввода параметров сигнала в счетчик зяписывается двоичный код длительности сигнала в единицах времени, равных периоду ЬТ следования импульсов интервалов времени (фиг.2 в) Практически это означает, что в счетчик по входам 0 параллельной записи заносится количество интервалов времени Д Т, в совокупности составляющих требуемую длительность Т сигнала, а каждый пришедший на его вход вычитания импульс уменьшает содержимое счетчика на единицу. Такимобразом, нулевое содержимое счетчика указывает на.истечение времени генерации. При этом на выходе переноса счетчика появляется сигнал "Стоп" (фиг. 2 г ), который принимается блоком управления для прекращения генерации.Блок 12 преобразования кода фазы в код амплитуды выполнен в виде ППЗУ, адресом которого является значение отсчета текущей фазы в пределах Орадиан, а выходной информацией -соответствующее этому значению фазы значение амплитуды колебания синусоиды в пределах одного полупериода.формула изобретенияЦифровой генератор сложных сигналов, содержащий первый приемный регистр, первый накапливающии сумматор, блок преобразования кода фазы в код амплитуды, опорный генератор и блок управления, причем выход первого приемного регистра подключен к первому информационному входу первого накапли- вающего сумматора, выход которого подключен к входу блока преобразования кода фазы в код амплитуды, выход которого подключен к выходу генератора, выход знака которого подключен к выходу переполнения первого накапливающего сумматора, выход опорного генератора подключен к тактовому входу блока управления, вход пуска которого подключен к входу запуска генератора, выход разрешения записи блока управления подключен к входу управления первого приемного регистра, выход тактирования блока управления подключен к тактовому входу первого накапливающего сумматора, вход сброса кото9 1325451 рого подключен к выходу обнуления блока управления, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет генерации сигнала с гиперболической частотной модуляцией, в него введены два приемных регистра, три накапливающих сумматора, счетчик времени генерации, причем входы управления второго и третьего приемных регистров и 10 счетчика времени генерации подключены к выходу разрешения записи блока управлениявыход обнуления которого подключен к входам сброса второго, третьего и четвертого накапливаюших 15 сумматоров, тактовые входы которых подключены к выходу тактирования блока управления, входы первого, второго, третьего приемных регистров и информационный вход счетчика времени ге 20 нерации подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвер 10 Составитель С. КурошТехредА.Кравчук Корректор Е.:Рошко Редактор Н. Ег аказ 310 Подписикомитета СССи открытийская наб., д Проектная едприятие, г. Ужгор 3 Тираж 672 ВНИИПИ Государственнопо делам изобретен 3035, Москва, Ж, Р изводственно-полиграфическ тому входам задания параметров сигнала генератора, выход второго приемного регистра подключен к первомуи второму информационным входам второго накапливающего сумматора, выходкоторого подключен к первому информационному входу третьего накапливающего сумматора, второй информационный вход которого подключен к выходувторого приемного регистра, выход третьего приемного регистра подключен кинформационному входу четвертого накапливающего сумматора, выходы третьего и четвертого накапливающих сумматоров подключены к второму и третьему информационным входам первого накапливающего сумматора, выход импульсов интервала времени блока управления подключен к счетному входу счетчика времени генерации, выход переполнения которого подключен к входуостанова блока управления.