Цифровой генератор функций

, р,Р СТВУ Р 14еский стр мент Гене хода позв фазы х выо л те наст- инфор 2 ил. в ройк мац ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ С ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН ОПИСАНИЕ А ВТОРСНОМУ СВИ(56) Ефимов М.И., Каленик А.И., Поповиченко С.Д. Источник многофазных напряжений. Р.ж, - Измеритель 3ная техника, М.: Издательство стандартов, 1986, М 8, с, 55-56.Авторское свидетельство СССР М 983692, кл. 0 06 У 1/02, 1980. (54)-ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для метрологического обеспечения геофизических информационно-измерительных систем, реализующих гармонические электромагнитные методы поиска и разведки месторождений полезных ископаемых. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет упрощения перенастройки фаэ и амплитуд выходных сигналов. Генератор цифровых функций состоит иэ генераторатактовых импульсов, делителя частоты, четырех адресных счетчиков, преобразователя двоичного кода в позиционный КБ-триггера, двух формирователей фаз, трех счетных триггеров,трех элементов задержки, первогокоммутатора, блока хранения составляющих сигнала, умножителя, второгокоммутатора и пяти регистров. Поставленная цель достигается за счетвведения преобразователя двоичногокода в позиционный, КБ-триггера, трехсчетных триггеров, двух формирователей фаз, блока хранения значенийкоэффициентов умножителя, трех элев задержки и четырех рег атор вырабатывает на сво три цифровых синусоиды, ляет регулировать амплит генерируемых сигналов с ления, за счет чего энач стает производительность и поверки геофизических нно-измерительных системЦифровой генератор функций работает следующим образом,Устройство генерирует три цифровые синусоиды одинаковой частоты,но с различными регулируемыми амплитудами и Фазами. Амплитуды регули 55 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в системах метрологического обеспечения измеренийпараметров сигналов, регистрируемыхпри поиске и разведке месторожденийполезных ископаемых гармоническимиэлектромагнитными методами, крометого, может найти применение при 10настройке и поверке аппаратуры дляобнаружения мест коррозии подземныхтрубопроводов.Цель изобретения - расширениефункциональных воэможностей эа счет 15упрощения перенастройки фаз и амплитуд выхлопных сигналовНа Фиг.1 представлена структурнаясхема предлагаемого цифрового генератора; на фиг. 2 - пример реализации Формирователя фазыУстройство состоит из генератора1 тактовых импульсов, делитель 2 частоты, первого, второго, третьего ичетвертого адресных счетчиков 3-6 25преобразователя 7 двоичного кода впозиционный, РБ-триггера 8, первогои второго формирователей Фаз 9 и 10,первого, второго и третьего счетныхтриггеров 11-13, второго 14, первого 15 и третьего 16 элементов задержки, первого коммутатора 17, блока 18хранения составляющих сигнала, блока19 хранения значений коэффициентовумножителя 20, второго коммутатора21, первого 22, четвертого 23, пятого,24, второго 25 и третьего 26 регистров,Входы 27 и 28 " соответственновходы остановки (СТОП) и запускаПУСК) генератора а выходы 29-31соответственно первый, второй и третий его цифровые выходы, Выходы 32и 33 - соответственно первый и второй входы формирователя 9 фаз, выход 34 - его выход. Формирователь9 и 10 Фаз состоит из элементаК 1 И 35 делителя 36 частоты, счетного триггера 37 и элемента И 38,В качестве коммутаторов 17 и 21могут быть использованы мультиплек"сор и демультиплексор. руются изменением коэффициентов, записанных в запоминающем устройстве 19, а требуемое значение фаэ задается коэффициентами пересчета счетчиков, содержащихся в формирователях 9 и 1 О Фаз (Фиг;2). Значения коэффициентов задаются с пульта управления (не показан).Генератор 1 вырабатывает периоди" ческую импульсную последовательность, поступающую на вход делителя 2 частоты. Счетчик 3 содержит 2 выхода и производит выдачу в двоичном коде адресов для первого коммутатора 17, блока 19, второго коммутатора 21. Адресные счетчики 4-6 генерируют 2 Р адресов и содержат вьгод переполйения СВ. Каждый канал коммутатора содержит р+1 входов, причем вход стар шего разряда каждого канала используется для задания знака синусоиды. Коммутатор содержит также р выходов для блока 18 и (р+1)-й для передачи знака с выхода счетчиков 4-6 на выходы устройства. В блоке 8 записано в порядке возрастания адресов от 00 до 111, 2 значений синусоио ды в диапазоне от 0 до 180 с шагом 180 /2Требуемая дискретность значения синусоидального сигнала обеспечивает ся соответствующим выбором числа разрядов и блока 18, В блоке 19 содержатся 3 ячейки, в которых записаны коэффициенты, на которые умножаются соответствующие цифровые синусоиды. Требуемая дискретность регулирования синусоидального сигнала обеспечивается выбором числа разрядов одной ячейки, на фиг,1 это число равно п.Предлагаемый генератор может находиться в двух режимах: "Стоп и "Пуск", В режиме "Стоп" на вход 27 подан потенциал логической единицы, а на вход 38 - логического нуля. В режиме "Пуск потенциалы на входы 27 и 28 меняются на противоположные, В режиме "Стоп" триггер 8 переводится в состояние логической единицы и образовавшийся при этом на его выходе положительный потенциал обнуляет делитель 2, счетчики 3-6, Формирователи 9 и 10 фаэ, триггеры 11-13 и регистры 22-26. Перечисленные элементы схемы находятся в обнуленном состоянии до смены потенциалов на входах 27 и 28. В момент переключения потенциалов на выходе триггерасоиды и в пятый регистр 24 - значения третьей синусоиды. Выдача кодовсинусоид осуществляется в момент появления кода первой синусоиды, т.е.под действием очередного импульса спервого выхода преобразователяЭлементы 14-16 задержки введеныдля компенсации задержки распространения сигналов в счетчиках 4-6,комму-,таторе 17, запоминающих устройствах18 и 9, умножителе 20 и коммутаторе 21. В момент смены знака каждойиз синусоид на выходах переполнениясчетчиков 4-6 появляются положительные импульсы, под действием которыхна выходах триггеров 11-13 появляются потенциалы логической единицы, которые поступают через коммутаторы17 и 21 на выходы устройства и служат для определения знака синусоиды(потенциал логического нуля на выходах триггеров 11-13 обозначает отрицательное значение синусоиды, а логической единицы - положительную полуволну).Хаким образом, за два цикла сменыадресов на выходах каждого из счет."чиков 4-6 генератор вырабатывает коды трех синусоидальных сигналов вдиапазоне от 0 до 360 . Этот процесснепрерывно повторяется до остановкигенератора сигналом "Стоп",Для изменения сдвига фаэмеждусинусоидами или их амплитудных значений А необходимо нажать кнопку "Стоп",с пульта управления необходимо набрать требуемые значения р и А и принажатии кнопки Пуск описанный процесс повторится.В режиме "Стоп" на входы делителя36 и триггера 37 поступает потенциаллогической единицы, который сбрасьвает указанные делитель и триггер внуль и блокирует их по тактовому входу, При включении предлагаемого генератора в режим "Пуск" с делителя 36и триггера 37 снимается блокировка.В результате на выходе делителя 36под действием тактовых импульсов свторого выхода преобразователя(фиг.1) через интервал времени, равный сдвигу фазы, появляется положительный потенциал, который, поступаяна счетный вход триггера 37, переводит его в единичное состояние, Обра эовавшимся на выходе триггера 37 потенциалом обнуляется и блокируетсясчетчик 36 и дается разрешение на 8 появляется потенциал логического нуля, в результате чего снимается блокировка по входам установки в ноль подключенных к выходу триггера 8 делителя 2, счетчиков 3-6, формирователей 9-10, триггеров 11-13, регистров 22-26,Импульсная последовательность с частотой Г поступающая с выхода 10 генераторана вход делителя 2 преобразуется в последовательность импульсов с частотой К Г (К - коэффициент деления частоты делителя 2). Под воздействием каждого импульса с .15 выходаделителя 2 на цифровых выходах счетчика 3 происходит смена ад" ресов для управления коммутаторами17 и 21. Двоичный код адреса с выхода счетчика 3 преобразуется в пози ционный преобразователем 7, на выходах которого паследовательйо появляются положительные импульсы для управления работой счетчиков 4-6, причем до включения кнопки "Пуск" на 25 первом выходе преобразователя присутствует потенциал логической единицы, а навтором и третьем - логического нуля. Импульсы с первого выхода преобразователя 7 поступают на тактовый вход адресного счетчика 7 непосредг ственно, в результате чего на выходе последнего происходит сиена адресов для формирования первой синусоиды сразу после нажатия кнопки ПускЗ 5 а импульсы с второго и третьего вь 1- ходов преобразователя 7 поступают на тактовые входы адресных счетчиков 5 и 6 спустя некоторые интервалы вре мени, равные сдвигам фаз второй и 40 третьей синусоиды. Сдвиги фаз задаются формирователями 9 и 10.Синхронно с формированием очередного адреса на выходах , счетчиков 4-6 открьваются со 45 отв етствующие каналы коммутатора 17 и на выходе блока 18 йоявляются соответствующие коды генерируемых синусоид, которые последовательно умножаются с помощью умножйтеля 20 на соответствующие постоян" ные коэффициенты, записанные для трех синусоид в блоке 19.Одновременно с появлением кодов синусоид на выходах умножителя 20 открьваются каналы кбммутатора 21 и 1 в первый регистр 22 записьваются зна чения первой синусоиды, в четвертый регистр 23 - значения второй сину 1388842прохождение через элемент 38 тактовых импульсов с вьуода 32 на выход 34 формирователя фазы.Таким образом, предлагаемый генератор вырабатывает три цифровые синусоиды с регулируемыми амплитудами и фазами. 11 оскольку для изменения фазы нет необходимости . перепрограммировать постоянные запоминающие 10 устройства (как это предусмотрено в прототипе), достаточно изменить лишь коэффициент деления частоты делителя 36 фиг.2), то тем самым упрощается настройка генератора на заданные сдвига фазы Независимое регулирование амплитуд синусоид осуществляется предварительной записью в блок хранения требуемых значений коэффициентов, 20Формула изобретенияЦифровой генератор Функций, содержащий генератор тактовых импульсов, делитель частоты, четыре адрес ных счетчика, два коммутатора, блок хранения составляющих сигнала и первый регистр, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к счетному входу делителя частоты, выход которого подключен к счетному входу первого адресного счетчика, выходы второго, третьего и четвертого адресных счетчиков подключены соответственно к первому, второму и третьему информационным входам первого коммутатора выход которого подключен к адресному входу блока хранения составляющих сигнала, второй информационный выход второго коммута тора подключен к входу данных первого регистра, выход которого подключен к первому выходу генераторао т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет упрощения перенастройки Фаэ и амплитуд выходных сигналов, в него введены преобразователь двоичного кода в позиционный, ВБ-триггер, три счетных триггерадва формирователя фаз, блок хранения значений коэффициентов, умножитель, три элемента задержки, четыре регистра, причем вход останова генератора подключен к Б-входу и ВБ-триггера, к В-входу которого подключен вход запуска генератора, выход ВБ-триггера подключен к входам сброса делителячастоты, первого, второго, третьего и четвертого адресных счетчиков, первого, второго и третьего счетных триггеров, первого, второго, третье- го, четвертого и пятого регистров, первым входам первого и второго формирователей Фаз, выход первого адресного счетчика подключен к входу преобразователя двоичного кода в позиционный, управляющим входом первого и второго коммутаторов и адресному входу блока храневия значений коэффициентов, первый выход преобразователей двоичного кода в позиционный подключен к счетному входу второго адресного счетчика и через первый элемент задержки - к синхронизирующим входам первого, второго и третьего регистров, второй выход преобразователя двоичного кода в позиционный подключен к второму входу первого Формирователя Фаз, выход которого подключен к счетному входу третьего адресного счетчика и через второй элемент задержки - к синхронизирующему входу четвертого регистра, третий выход преобразователей двоичного кода в позиционный подключен к второму входу второго формирователя фаз, выход которого подключен к счетному входу четвертого адресного счетчика и через третий элемент задерж: ки - к синхронизируюшему входу пятого регистра, выходы переполнения второго, третьего и четвертого адресных счетчиков подключены соответственно к счетным входам первого, второго и третьего счетных триггеров, выходы которых подключены к входам старшихразрядов первого, второго и третьего информационных входов .первого коммутатора, выходы блока хранения составляющих сигнала и блока хранения значений коэффициентов подключен к первому и второму информационным входам умножителя, выход которого подключен к информационному входу второго коммутатора, вход старшего разряда которого подключен к выходу старшего разряда выхода первого коммутатора, второй и третий выходы второго коммутатора подключены к входам данных четвертого и пятого регистров соответственно, выходы четвертого и пятого регистров подключены к вхо- дам данных второго и третьего регистров соответственно, выходы второго и третьего регистров подключены к второму и третьему выходам генератора.1388842 Составитель С,КурошРедактор Ю, СередаТехред М.Дидык Корректор С,Черни Закаэ 1580/49 Тираж 704 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий113035, Москва, 3-35, Раущская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4