Цифровой генератор

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТ Ич Г СКИХРЕСПУБЛИК(5) 5 Н РЕТЕ БТОРСКО ИДЕТЕЛ ЬСТВУ фиг. г ГОСЧДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ И(56) Авторское свидетельство СССР )ч. 1401554, кл, Н 03 В 19/00, 1986.Авторское свидетельство СССР М 1367128, кл. Н 03 В 19/00, 1985.(57) Изобретение относится к радиотехнике и м.б. использовано в передатчиках узкополосных ЧМ-сигналов, Цель изобретения - . повышение быстродействия иустойчивости к случайным сбоям. Цифровой генератор содержит элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 1, 2, 3 и 6, элемент И 4, сумматоры 5 и 11, счетчики 7 и 13, блок 8 памяти. мультиплексор 9, регистр 10 памяти, задающий генератор 12, ключ 14 и полосовой фильтр 15. Сущность изобретения заключается в том,5 О 1688371 А 1 что, благодаря формированию узкополосных сигналов и использованию для представления закона модуляции отсчетов фаз сигналов со спектром, имеющим центр на нулевой частоте, в генераторе устраняются ограничения на крутизну и форму возмож ных законов модуляции, Возникновение одиночного сбоя в любых элементах генератора, кроме счетчиков 7 и 13 и генератора 12, может привести к нару 1 иению процесса формирования лишь на интервале, не превышающем половину периода частоты, равной полосе частот формируемого сигнала, Это обеспечивается тем, что алгоритм работы предусматривает запись с частотой в два раза меньшей Г в регистр 10 через мультиплексор 9 данных непосредственно с блока 8. В предлагаемом генераторе требования по бы стродеистви ю предъя вл я ются тол ьк регистру 10, сумматору 11 и счетчику 13 ил.и формулы (2), записанной в виде6(1) =в (1)-гдОт+ Оо,5 10 следует неравенство6 (и) - 8(1(+1)Оно позволяет по величинам г(1) и г(11+1)определять О(1). Число 0(1) равно 1, и толькотогда, когда9 ц 10, - )и 9,(1 е ,ц) 15 Наличие "1" на выходах всех трек элементов 1, 2, 3, т.е, наличие "1" на выходе четвертого элемента 4 означает, что или "1" присутствуют на двух старших разрядах числа Й и "0" на двух старших разрядах числа Й( + 1),поскольку только в этих двух случаях Кт 1) и Кт(+1) отличаются на 1, Для чисел Й(1) эти условия принимают вид;Й(1) 6 (0,2 - 1) и Й(1 + 1) Е (3-2 2-1-2 ) или 20Й(1 ф 32 -1,2 Яи Й( +1)6(0,22-1),(4)Проверка принадлежности чисел Й(1) и Й(1 + 1) к укаэанным двум интервалам производится по значениям их старших разря дов.Моменты т определяются фронтами сигнала с младшего разряда второго счетчика 7(фиг, 2 в), а моменты т(+о,5 определяются его спадами. Этот сигнал подается на управ ляющий вход мультиплексора 9. Если на нем присутствует "0", то мул ьтиплексор 9 подает число Й(1) с выхода блока постоянной памяти 8 на вход регистра 10. В момент 11, число Й(1) по фронту сигнала тактовой частоты Е 35 записывается в этот регистр 10, а на выходе блока памяти 8 устанавливается число Й(1 +1). Зависимость информации на выходе регистра 10 от времени Й(1) показана на фиг. 2 д. Числа Й(1) и Й(1 + 1) с выходов регистра 10 40 и блока памяти 8 подаются на входы второго сумматора 5, адва старших разряда каждого из этих чисел используются для формиро- . вания сигнала 0(1) элементами 1, 2, 3 и 4, Первый элемент 1 формирует сигнал анти совпадений в - . х разрядов чисел. Й(1) и Й(1+ 1), третий элемент 3 формирует сигнал анти- совпадений их (п 1 -1) - х разрядов, а второй элемент 2 формирует сигнал антисовпадений (п 1 - 1)-го разряда числа Й(1 + 1) и в-го 50 разряда числа Й. Наличие сигналов "1" на выходах первого элемента 1 и второго элемента 2 означает, что два старших разряда числа Й(1 + 1) совпадают между собой и не совпадают со старшим разрядом числа Й(1). 55 или наоборот. Это означает выполнение условий (4), т,е. сигнал на выходе четвертогоэлемента 4 соответствуег 0(1), Число Й( +0,5), соответствующее Ь г(1(ю,5), получаетсяиз двоичного числа, снимаемого с выходапереноса и в - 1 старших разрядов выходавторого сумматора 5 путем коррекции четвертым элементом 6 на величину 2 0(1), ив подается на п 1-ый вход первой группы информационных входов мультиплексора 9.На интервале между и и т(ю,5 на управляющий вход мультиплексора 9 поступает "1"(фиг. 2 в), и с его выхода на вход регистра 10поступает число Й(1 + 0,5), В момент 1(ю,5производится его запись в регистр 10 посигналу тактовой частоты Г, Описанная последовательность операций последовательно производится для всех значений 1.При осуществлении примененной операции интерполяции первого порядка возникают ошибки. Они пропорциональнывеличине производной а (1), но имеют ограничение по абсолютной величине верхнимЛпределом 8. Отсюда следует, что даже еслищ 1(1) не существует в нескольких точках, тоискажения сигнала будут несущественны.Для того, чтобы ошибка интерполяции сталаЛравной щ, т.е. максимальной ошибке квантования для е = 5, необходима такая величина щ(1), при которой частота в(1)равномерно изменяется от одной границы2 линтервала до другой за время 4 . Итак,применение интерполяции накладываетлишь незначительные ограничения на функцию а(т) для сигналов (1),Введем обозначение 2(1) = ехр(127 гЙ(1)/2).Спектр Я в ) сигнала 2(1), соответствующего сигналу а(т) с равномерным в полосеЬи спектром, найденный как произведениеспектра дискретизированного сигнала сравномерным спектром, имеющим центр нанулевой частоте, и множителяКу(в) = з 1 п(к,з /л" - )1 а 1 мпоказан на фиг. 3.Спектр дискретизированного сигналапредставляет последовательность спектровисходного сигнала, сдвинутых один относительно другого на а 1 =27 гГТ, В рассматриваемом случаеТ 7 о =у-;-. Таким. образом, в 1 = 4 ЙО,дМножитель Ку(в) получен из формулыпри этом, опущен множитель ехр(- - ),ОГообусловленный задержкой сигнала на интервал то /2.В спектре Я(в), кроме полезного сигмала существуют боковые полосы. Мощностькаждой из ближайших боковых полос составляет 0,5 от мощности сигнала, ослабЛение мощности самого сигнала из-зэнеравномерности спектра составляет 1,7, 10расстояние от границ сигнала до границ боковых полос составляет 3 Лщ. Такая формаспектра позволяет упростить формировэние сигнала а(т) на центральной частоте полосовым фильтром 15 и предусмотреть 15.возможность подстройки полосы Ьа. изменение сигналов по шинам Р и Е.Задающий генератор 12 формирует сигнал частоты- 2, который поступает наЪ, еБвход в-разрядного синхронного первогосчетчика 13, Цифровой сигнал й(т) с выходарегистра 10 и цифровой сигнал центральнойчастоты с выхода первого счетчика 13 под -эются на первый и второй входы первого 25сумматора 11, осуществляющего непосред- .ственный перенос сигнала И(с) на центральную частоту. Сигнал со старшего гп-горазряда первого сумматора 11 подается навход ключа 14, 30Если при наличии "0" на управляющемвходе ключа 14, на его вход поступает "1",то ключ 14 подает на вход полосового фильтра 15 потенциал В если поступает "0", тободает потенциал - О. При наличии "1" на 35управляющем входе ключ 14 соединяет входфильтра 15 с общей шиной независимо отинформации на входе,Таким образом, на входе полосовогофильтра 15 формируется сигнал, подобный 40меандру величиной О, знак которого соответствует знаку сигнала а (т), Его спектрпредставляет собой спектр, такой, как показан на фиг. 3, с центром, расположенным найЬ, и, кроме того, боковые полосы на частотах Зво,5 вь обусловленные тем, что сигнал имеет форму меандра. Полосовойфильтр 15, отфильтровывая боковые полосы, формирует выходной сигнал.По фронту сигнала Е вход полосовогофильтра 15 соединяется с общей шиной, иформирование сигнала завершается,В предложенном формирователе требования быстродействия предьявляются только к а-разрядным регистру 10, первому 55сумматору 11 и синхронному первому счетчика 13.Повышение устойчивости к случайнымсбоям обеспечивается благодаря тому, что возникновение одиночного сбоя в любых элементах предлагаемого формирователя, кроме счетчиков 7, 13 и генератора 12,может привести к нарушению процессов формирования лишь на интервале, непревышающем половину периода частоты, равной полосе частот формируемого сигнала, что практически не сказывается нэ приеме такого сигнала согласованнымфильтром. Это обусловлено тем, что алгоритмом работы устройства предусмотреназапись с частотой, в 2 раза меньшей Р, в регистр 10 через мультиплексор 9 данныхнепосредственно с блока памяти 8. Такимобразом, запоминание неправильных данных на интервале, превышающем указанный выше, устраняется,Формула изобретенияЦифровой генератор, содержащий последовательно соединенные задающий генератор и первый счетчик, второй счетчик, блок памяти, первый и второй сумматоры, регистр памяти, гп-разрядный выход которого соединен с первыми гп-разряднымивходами первого и второго сумматоров, вы- .ходы второго, третьего., К-го разрядов К-разрядного выхода второго счетчика соединены ссоответствующими адресными входами блока памяти, гп-разрядный выход которого соединен с вторым щ-разрядным входом второго сумматора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и устойчивости к случайным сбоям, введены первый, второй, третий и четвертый элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент И, мультиплексор, ключ и полосовой фильтр, при этом выходы первого, второго и третьего элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с соответствующими входами элемента И, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом переполнения второго сумматора, выходы сигналов второго, третьего гя-го разрядов п 1-разрядного выхода второго сумматора соединены соответственно с первым, вторь 1 м,., (в - 1)-м входами первой группы информационных входов мультиплексора, п-й вход первой группы информационных входов мультиплексора соединен с выходом четвертого элемента ИСКЛ ЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый, второй а-й входы второй группы информационных входов мультиплексора соединены с выходами сигналов соответствующих разрядов а-разрядного выхода блока памяти, в-разрядный выход первого счетчика соединен с вторым е-разрядным входом первого сумматора, выход первого сумматора соединен с входом ключа, выход которого соединен с входом полосового фильтра, выход сигнала первого разряда К-разрядного выхода второго счетчика соединен с управляющим входом мультиплексора, первые входы первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 соединены с входом сигнала в-го разряда в-разрядного выхода регистра памяти, а- разрядный вход которого соединен с а-разрядным выходом мультиплексора вторые входы второго и третьего элементов ИСК ЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с выходом сигнала (т - Ц-го разряда в-разрядного выхода блока памяти, второй вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к выходу сигнала е-го разряда в.-разрядного выхода блока памяти, первый вход третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к выходу сигнала (е - 1)-го разряда глразрядного выхода регистра памяти, тактовые входы второго счетчика и регистра памяти обьединены и являются входом сигнала тактовой частоты цифрового генератора, вход обнуления второго счетчика соединен с управляющим входом ключа и является входом сигнала разрешения цифрового генератора, выход полосового фильтра я вляется выходом цифрового генератора.-9 цд -3 Од -2 ь Коррект актор М.Товти аэ 3715 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 8) 2) оставитель А. Мышакинехред М.Моргентал