Цифровой генератор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХРЕСПУБЛИН А 1 136 И 4 С 06 Р 1 02 КЕСАРИ)36ИБЛИЛЛА САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛЬСТВУ ельский инстиких проблем кевич льство СССР 1/02, 1983, ство СССР /02, 1982,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ Н АВТОРСКОМУ СВИ(57) Изобретение относится к специа лизированным средствам цифровой вычислительной техники для формирования сложных функций времени и может быть использовано при исследованиях трактов и систем передачи, приема и обработки низкочастотных сигналов Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей генератора за счет упрощений перестройки. Генератор содержит блок 1 управления,счетчик 2, триггер 3, первый регистр4 сдвига, первый элемент И 5, второй элемент И 6, первый элементИЛИ 7, второй регистр 8 сдвига, элемент 9 задержки, генератор 10 опорных тактовых импульсов, схему 11сравнения, делитель-формирователь 12импульсов, второй элемент ИЛИ 13,третий элемент ИЛИ 14, коммутатор 15третий элемент И 16, четвертый элемент И 17, формирователь 18 импульса, синхрониэирующий выход 19, выход20Поставленная цель достигаетсяза счет введения счетчика 2, триггера 3, четырех элементов И 5, 6, 16,17, схемы 11 сравнения, второго регистра 8 сдвига, формирователя 18импульса, двух элементов ИЛИ 13, 14,коммутатора 15, генератора 10 опорных тактовых импульсов, элемента 9задержки, делителя-формирователя 12импульсов. 3 ил,45 1136507Изобретение относится к специализированным средствам цифровой вычислительной техники для формированиясложных функций времени.6Цель изобретения - упрощение генератора.На фиг. 1 приведена структурнаясхема предлагаемого генератора; нафиг. 2 - эпюры сигналов, поясняющиеработу генератора; на фиг. 3 - реализация блока управления,Генератор содержит блок 1 управления, счетчик 2, триггер 3, первыйрегистр 4 сдвига, первый элемент И 5, 15второй элемент И 6, первый элементИЛИ 7, второй регистр 8 сдвига, элемент 9 задержки, генератор опорныхтактовых импульсов (ГОТИ) 10, схему11 сравнения, делитель-формирователь12 импульсов, второй элемент ИЛИ 13,третий элемент ИЛИ 14, коммутатор15, третий элемент И 16, четвертыйэлемент И 17, формирователь 18 импуль.са, синхронизирующий выход СИ 19, 25выход 20.Генератор работает следующим образом,В исходное состояние генераторприводится сигналом "Сброс" (эпюра 1),З 0подаваемым с первого выхода блока 1управления на установочные входысчетчика 2, триггера 3 и регистра 8.При этом во всех разрядах счетчика 2устанавливаются логические "0, напрямом и инверсном выходах триггера3 устанавливаются соответственнологические " 1" и "0" (эпюры 2 и 3),в первом разряде регистра 8 устанавливается логическая " 1", в остальных разрядах - логические "0" (эпюра 4), Элементы И 5 и Ь закрыты,Состояние других элементов генератора произвольно, На выходах 19 и 20генератора - нулевые уровни (эпюры5 и 6).Работа генератора начинается поуправляющему импульсному сигналу"Пуск" (эпюра 7), который поступаетс второго выхода блока 1 управленияна первый вход первого элемента50ИЛИ 7 и далее на установочный входрегистра 4, на вход элемента 9 задержки и на синхронизирующий входГОТИ 10, По переднему фронту сигнала"Пуск" осуществляется синхронизацияГОТИ 1 О и разрешается поступлениеопорных тактовых импульсов в делитель-ф рмир 1 латсль 12, а во всех 1 2разрядах регистра 4, ныходь которых подключены к соответствующим входам предустановки счетчика 2 и первым входам схемы 11 сравнения, устанавливается исходный уровень логической "1", Сигнал "Пуск", задержанный элементом 9 задержки (эпюра 8), поступает на первый Вход второго элемента ИЛИ 13 и далее на информационный вход счетчика 2, в который по переднему фронту задержанного сигнала "Пуск" поступает также на первый вход третьего элемента ИЛИ 14 и далее на сдвигающий вход регистра 8 и сигнальный вход первого элемента И 5 (эпюры 9).По переднему фронту задержанного импульса Пуск,информация в регистре 8 сдвигается на один разряд, при этом единичный уровень, установившийся во втором разряде, подается с выхода этого разряда на управляющие входы элементов 5 и 6 и открывает их, В первый разряд регистра 8 заносится информация с того разряда данного регистра, который подключен через коммутатор 15 к его информационному входу, Подключение определенного разяда в цепь обратной связи регистра 8 осуществляется коммутатором 15 согласно коду управляющего сигнала, который поступает на управляющий вход коммутатора 15 с шестого выхода блока 1 управления, Так, например, если период повторения Т установлен равным длительности формируемого сигнала Т,(Т л = Т непрерывная генерация), то в цепь обратной связи включается первый разряд генератора 8, если Т= 2 Тс, то второй разряд и т,д. Сигнал "Пуск" с выхода третьего элемента ИЛИ 14 поступает через открытый первый ключ 5 на синхронизирующий выход 19 генератора (эпюра 5), определяя момент начала формирования сигнала, который появляется на выходе второго элемента И 6 (эпюра 6).Счетчик 2 по первому ТИ (эпюра 10), поступившему на его счетный вход с выхода ТИ делителя-формирователя 12, выдает импульс переполнения (эпюра 11), который определяет окончание вычисления первого полупериода первого периода формируемого сигнала и поступает на счетный вход четвертого ключа и первый управляющий вход делителя-формирователя 12, По передне20 3136507 му фронту этого импульса информация с регистра 4 снова заносится в счетчик 2, определяя начало вычисления второго полупериода первого периодас формируемого сигнала, и разрешается формирование ТИС делителем-формирователем 12 (эпюра 12) и их поступление на сигнальный вход третьего элемента И 17, Одновременно триггер 3 изменяет свое состояние (эпюры 2 и 3), Единичный уровень с инверсного выхода триггера 3 подается на информационный вход этого же триггера и на управляющий вход третьего элемента И 17, разрешая прохождение ТИС на сдвигающий вход регистра 4 (эпюра 13).ТИ и ТИС формируются из опорных тактовых импульсов, поступающих в делитель-формирователь с выхода ГОТИ 10, При этом ТИС формируются и поступают на выход по импульсу переполнения счетчика 2 в виде пачки импульсов. Количество импульсов в пачке определяется управляющим сигналом, подаваемым на третий управляющий вход делителя-формирователя 12 с четвертого выхода блока 1 управления, Вид управляющего сигнала определяется видом заданной модулирующей функции частоты формируемого сигнала, Так, например, если модулирующая функция (закон изменения частоты формируемого сигнала) имеет вид у = 1/х, то в отдельной пачке содержится только один ТИС, если модулирующая функция имеет вид у = 1/х , то в отдельной пачке содержится 2 ТИС и т,дПри этом длительность пачки с максиао мальным числом ТИС меньше периода следования ТИ, Частота Г, следования ТИ определяется верхней частотой Г формируемого сигнала (Г, = 2 Г ) и устанавливается соответствующима 5 управляющим сигналом, подаваемым с третьего выхода блока 1 управления на второй управляющий вход делителя- формирователя 12При поступлении пачки ТИС информация в регистре 4 сдвигается по каж 50 дому ТИС на один разряд в сторону старших разрядов, младшие разряды при этом заполняются нулями, При поступлении второго ТИ (эпюра 10) счетчик 2 снова выдает импульс перепол 55 нения (эпюра 11), который определяет окОнчание вычисления первого периода и начало вычисления первого полупери 1чола второго периода формируемогосигнала (эпюры 2 и 3), По переднемуфронту импульса переполнения в счетчик 2 заносится информация новогосостояния регистра 4, а на инверсномвыходе триггера 3 устанавливаетсяуровень логического "0" (эпюра 3),перемещающий проход ТИС, через третийэлемент И 17 в регистр 4,При поступлении последующих ТИсчетчик 2 изменяет свое состояниеот кода, предварительно записанногос регистра 4, до состояния переполнения, когда снова выдается импульспереполнения, по которому в счетчик2 заносится информация с регистра 4,на прямом выходе триггера 3 устанавливается нулевой уровень (эпюра 2),определяющий окончание вычисленияпервого полупериода второго периодаформируемого сигнала, на инверсномвыходе триггера 3 устанавливаетсяединичный уровень (эпюра 3), разрешающий проход ТИС через элементИ 17, в регистр 4, Количество ТИ, необходимое на данном этапе работы генератора, определяется видом заданной модулирующей функции,При поступлении последующих ТИсчетчик 2 вычисляет второй полупериод, а информация в регистре 4 сдвигается дальше в сторону старших разрядов в соответствии с поступившимчислом ТИС, Новое состояние регистра4 после сдвига информации определяеткод начальной установки счетчика 2и соответствует длительности следующего полупериода формируемого сигнала.Работа счетчика 2, триггера 3, элемента И 17 и регистра 4 продолжается в описанном порядке до момента совпадения кода состояния регистра 4 с кодом управляющего сигнала, кото. рый соответствует заданной длительности формируемого сигнала и подается с пятого выхода блока 1 управления на первые входы схемы 11 сравнения, на вторые входы которой поступает код состояния регистра 4, При совпадении кодов (что происходит во время вычисления второго полупериода последнего периода формируемого сигнала заданной длительности) схема 11 сравнения выдает сигнал (эпюра 14), который поступает на формирователь 18 и управляющий вход четвертого элемента И 16, По переднему фронту20 5 136507 этого сигнала открывается элемент И 16, а формиронатель 18 вьщает импульс (эпюра 15), который через первый элемент ИЛИ 7 устанавливает регистр 4 н исходное единичное состоя 5 ние. По окончанию вычисления последнего полупериода импульс переполнения с выхода счетчика 2 заносит исходную информацию с регистра 4 в счетчик 2, а также поступает через открытый элемент И 16 (эпюра 16) и третий элемент ИЛИ 14 (эпюра 9) на сигнальный вход элемента И 5, на сдвигающий вход регистра 8 и на уста новочный вход схемы 11 сравнения,Данный импульс проходит на выход СИ 19 генератора и определяет окончание формирования первой реализации сигнала (сигнальной посылки) и момент начала формирования следующей реализации (сигнальной посылки) сигнала (эпюры 5 и 6), По переднему фронту этого импульса информация в регистре 8 сдвигается на один разряд в сторону старших разрядов, в результате чего логическая " 1" из второго разряда переходит в третий (эпюра 4), информация из первого разряда переходит во второй разряд, а в первыи разряд заносится информация из разряда, который подключен через коммутатор 15 к информационному входу регистра 8. При этом, если во втором разряде регистра 8 оказывается уровень логической "1" то элементы И 5 и 6 открываются (или остаются открытыми), разрешая поступление на выходы 19 и 20 генератора синхроимпульсов СИ и формируемых сигналов, в про 40 тивном случае элементы И 5 и 6 закрываются, запрещая проход СИ и формируемых сигналов на выходы генератора. Период поступления СИ и формируемых сигналов на выходы генератора устанавливается при этом кратным дли 45 тельности реализации Т с формируемых сигналов, т,е, Т= Т 1, где 1 - коэффициент кратности - определяет номер разряда регистра 8, подключаемого через коммутатор 15 к информационному входу этого же регистра.Таким образом, на выходе счетчика 2 за время формирования отдельной реализации сигнала появляется последовательность из целого числа М = - 2(М/К+1) импульсов переполнения, где И - количество разрядов в регистре 4 и счетчике 2, К - количество 1 6ТИС в одной пачке для заданной модулирующей функции формируемого сигнала.Формула изобретенияЦифровой генератор, содержащий первый регистр сдвига, первый элемент ИЛИ, генератор опорных тактовых импульсов, блок управления, причем выход сигнала запуска блока управления подключен к входу синхронизации генератора опорных тактовых импульсов и первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к установочному входу первого регистра сдвига, о т л ы ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения генератора, он содержит счетчик, схему сравнения, второй регистр сдвига, коммутатор, триггер, формирователь импульса, элемент задержки, два элемента ИЛИ, четыре элемента И, делитель-формирователь импульсов, причем выход генератора опорных тактовых импульсов подключен к информационному входу делителя-формирователя импульсов, выход тактовых импульсов сдвига которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого подключен к входу управления сдвигом первого регистра сдвига, выход которого подключен к входу параллельного приема информации счетчика и первому входу схемы сравнения, второй вход которой подключен к выходу задания длительности формируемого сигнала блока управления, выход сброса которого подключен к входам установки счетчика, триггера и второго регистра сдвига, выход которого подключен к входу коммутатора, управляющий вход которого подключен к выходу управления коммутацией блока управления, выход управления частотой тактовых импульсов которого подключен к соответствующему входу управления делителя-формирователя импульсов, выход тактовых импульсов которого подключен к счетному входу счетчика, управляющий вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, первый вход которого и первый вход третьего элемента ИЛИ через элемент задержки подключены к выходу сигнала запуска блока управления, выход управления количеством импульсов сдвига которого подключен к соответствующему входу управления делителя-формиронателяимпульсов, вход управления началомФормирования тактовых импульсов сдвига которого, второй вход второгоэлемента ИЛИ, первый вход второгоэлемента И и счетный вход триггераподключены к выходу переполнениясчетчика, инверсный выход триггераподключен к входу данных триггера ивторому входу первого элемента И,выход второго элемента И подключенк второму входу третьего элементаИЛИ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, квходу управления сдвигом второго регистра сдвига и входу стробирования схемы сравнения, выход которо подключен к второму входу нторого цемента И и входу Формирователя импуль -са, выход которого подключен к нторому входу первого элемента ИЛИ,выход коммутатора подключен кнф 1 рмационному входу второго регистрасдвига, выход второго разряда которого подключен к второму входутретьего элемента И и первому входучетвертого элемента И, второй входкоторого подключен к прямому выходутриггера, выход четвертого элементаИ подключен к выходу генератора, выход синхронизирующего сигнала которого подключен к выходу третьегоэлемента И13 Ь 5071 Кн /7 рср " армир лююотягл Фаф рурк оставитель С.Курошехред Л,Сердюкова Корре.Гирня едактор М.Бланар ж 704 рственного ко аказ ЬЬ 11/42 исное обретении и откры Ж, Раушскаяаб.,изводстненно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная Ф Сфрс" вема алеювы р Тир В 11 ИИПИ Госуд по делам и 3035, Госкв