Цифровой генератор синусоидальной функции

 

ЦИФРОВОЙ.ГЕНЕРАТОР СИНУСОИДАЛЬНОЙ -ФУНКЦИИ, содержащий первый и второй элементы И, счетчик, вход . которогоявляется входом цифрового генератора синусоидальной функтдии, информационный выкод счетчика подключен к первому входу умножителя, . знаковый выход счетчика является знаковым выходом цифрового геиератора синусоидальной функции., о тли чающийся тем, что, с целью пов ышения точности, он содержит блок . преобразования прямого кода в допол- . нительный коммутатор, сумматор, элммент ИЛИгНЕ, дза элемента НЕ, п -.4 элемента.И первой группы (п-разрядность аргумента.и функции), по п-5 элементов И второй/и третьей групп, причем информационный выкод счетчика подключен к первому информационному входу коммутатора и через блок йреобразования прямого кода в дополни- . тельный - к второму входу умножителя и к второму информационному входу , коммутатора, выкод первого (со стороны старших разрядов)- информациойного разряда счетчика подключен к управляющему входу коммутатора, - выход второго разряда коммутатора -.подключен к первому входу элемента у - ИЛИ-НЕ,к прямым входам элементов И Jвтopoй группы и через первый элемент НЕ - к первым входам первого и втот юго элементов И, выход третьего -разряда коммутатора подключен к входам элемента -ИЛИЧНЕ, первого и второго элементов И и к инверсному первого элемента И второй груп . ПЫ, выход четвертого разряда комму .татора подключен к третьему входу первого элемента И, к первому входу первого элемента И первой группы, К инверсному входувторого элемента И второй группы и через., второй эле- Ш мент НЕ - 1 третьему входу второго элемента и, выход i-ro разряда коммун |J татора

„.-Я0„„1043615. СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А (5Р С, 06 F 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ...- ,,:с —, (21) 3455873/18-24 :,"=к управляющему входу коммутатора, (22) 21.06.82 : —::;-выход второго разряда коммутатора (46) 23.09.83. Вюл. Р 35 : =подключен к первому входу элемента (72) Н.С.Анишин, A.Ñ.ÀHèøèí, 3;А.Сер- ИЛИ-НЕ,к прямым входам элементов H ,геев и В.И.Тимофеева: . ., ;=":.второй группы и через первый элемент (71) Кубанский государственный уни-,. :;НŠ— к первым входам первого и вто . .верситет poro элементов И, выход . третьего (53) 681. 3 (088. 8) ... .."- разряда коммутатора подключен к вто(56) 1. Авторское свидетельство СССР :рым входам элемента ИЛИ НЕ, первого

Р 736115, кл. Ci 06 F 1/02, 1977.. " =- и второго элементов И и.к инверсному . 2. Петровский A.A., Клюс В.В. входу первого элемента И второй группифровой генератор синусоидальных:;; пы, выход четвертого разряда коммуфункций для анализатора спектра. — ",татора подключен к третьему входу Известия вузов СССР. Приборостро- :. .Первого элемента И, к первому входу ение™,.1981, т. ХХ1Ч, Р 8, с. 65-68 первого элемента И первой группы, (прототип).,К инверсному входу второго элемента

И второй группы и через- второй эле- Й (54) (57) 11ИФРОВОЙ. ГЕНЕРАТОР СИНУСОИ- ..: Мент НŠ— к третьему входу второго

ДАЛЬНОЙ ФУНК11ИИ, содержащий первый . . элемента И, выход i-.ãî разряда комму и второй элементы И, счетчик, вход ."::татора (i Ъ 5) подключен к первому которого является входом цифрового, .входу i-3-го элемента И первой груп- C генератора синусоидальной функции, .: "пы,-к инверсному входу i-2-го элеинформационный выход счетчика под- ., - мента И второй группы и к инверсному Я ключен к первому входу умножнтеля, . ":âÕîäó (-4-го элемента И третьей груп >„„ф, .знаковый выход счетчика является : .пы, выход элемента ИЛИ-HE подключен знаковым выходом цифрового генерато-: "- ... .к вторым входам элементов И первой C) ра синусоидальной функции., о т л и -,.- .- .группы, выход первого элемента И Д; ь ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью ..;-.:"подключен к вторым входам элементов повышения точности, он содержит блок .:::- И.третьей группы, выходы разрядов CA .преобраэования прямого кода в допол-,,-. -умножителя r.-одключейы к первым { 3;) нительный коммутатор, сумматор, эл»- .::- :входам соответствующих разрядов мент ИЛИ-.НЕ, два элемента НЕ, и -.4, :- .сумматора, выход второго элемента элемента.И первой группы (и-разряд- .: И подключен к второму входу чертверность аргумента .и функции), по и -5,-:-"того разряда сумматора, выход первоэлементов И второй,и третьей групп, -.:-, :- :-:.ro элемента И и выход первого. причем информационный выход счетчика. :::=-:элемента И первой группы подключен подключен к первому информационному. .-:. к второму входу пятого р ." ряда суммавходу коммутатора и через блок пре- ;:,-- тора, выходы (j-1)- ro элемента И образования прямого кода в дополни-, : ".;первой группы и 1-ых элементов И вто Р ( тельный - к второму входу умножителя .".-.:. рОй и третьей групп (j l- n --5) поди к второму. информационному входу, .- .:."- :ключены к второму входу j +5-ro разрякоммутатора, выкод первого (со — :. . :." :-" .-да сумматора, выход сумматора являстороны старших разрядов) -информаци-:.- :".=:.-:.ется информационным выходом-цифрового онного разряда счетчика подключен - -. генератора синуаоидальной функции.

1043615 третьего разряда коммутатора подключен к вторым входам элемента ИЛИ-НЕ, первого и второго элементов И и к инверсному входу йервого элемента

И второй группы, выход четвертого

5,разряда коммутатора подключен к третьему входу первого элемента И, к первому входу первого элемента И первой группы, к инверсному входу второго элемента И второй группы и 0 через второй элемент НŠ— к третьему входу второго элемента И, выход

i -го разряда коммутатора (i 5) подключен к первому входу l-3 ro элемента И первой группы, к инверсному входу с-2-го элемента И второй группы . и к.инверсному входу 1-4-го элемента

И третьей группы, выход элемента ИЛИНЕ подключен к вторым входам элементов И первой группы, выход первого элемента И подключен к вторым входам

I элементов И третьей группы, выходы разрядов умножителя подключены к. первым входам .соответствующих разрядов сумматора, выход второго элемента И подключен к. второму входу чет2 вертого разряда сумматора, выход первого элемента И и выход первого элемента И первой группы подключены к второму входу пятого разряда сумматора, выходы (j-1)-ro элемента И пер30 вой группы и j -ых элементов И второй и третьей групп (1 "1- п -5) подключены к второму входу 3 +5-го разряда сумматора, выход сумматора является информационным выходом цифрового

35. генератора синусоидальной функции.

На чертеже представлена функциональаня схема цифрового генератора синусоидальной функции.

Генератор содержит счетчик 1, 40 блок 2 преобразования прямого кода в дополнительный код, умножитель 3, коммутатор 4, сумматор 5, три группы 6-8 элементов И, элементы И 9 и 10,: элемент ИЛИ-НЕ 11, элементы НЕ 12, 45 элементы И 13 и 14.

В данном генераторе к приближенt \

: ному значению sin — «4 — a- — 1

2" 2 2 вычисляемому умйожителем 3, добав50 ляется попРавка

I ный выход счетчика подключен к первому информационному входу коммутатора и через блок преобразования прямого кода в дополнительный — к второму входу умножителя и к второму 55 информационному входу коммутатора, выход первого (со стороны старших разрядов) информационного разряда счетчика подключен к управляющему входу коммутатора, выход второго раз-60 ряда коммутатора подключен к первому входу элемента ИЛИ-НЕ, к прямым входам элементов И второй группы и через первый элемент НŠ— к первым входам первого и второго элементов И, выход 65

1

--5

1

16 .1

1

32 где

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, предназначено для генерации кодов (вычисления) цифровых значений синусоиды в дискретные равноотстоящие моменты времени и может быть использовано, например, для управления электромеханическим вибратором при геофизических (вибросейсмических) исследованиях недр.

Известен цифровой генератора синусоидальной и косинусоидальной функции, содержащий регистры, схемы сравнения, накапливающие сумматоры, блоки управления (1).

Недостатком генератора является малое быстродействие, поскольку вычисления в нем производятся итерационным способом, т.е. одно значение синуса (или косинуса) вычисляется. за несколько аппаратных тактов.

Наиболее близким к изобретению является цифровой генератор синусоидальной функции, содержащий два умножителя, регистр аргумента и .выход-, ной регистр, счетчик, два элемента (2 Д.

Недостатком генератора является невысокая точность генерирования (вычисления) значений синуса (максимальные абсолютная и относительная погрешности равны 0,055 и 5,5Ъ).

Бель изобретения — повышение точности цифрового генератора синусоидальной функции.

Поставленная цель достигается тем, что цифровой генератор синусоидальной функции, содержащий первый и второй элементы И, счетчик, вход которого является тактовым входом цифрового генератора синусоидальной функции, информационный .выход счетчика подключен к первому входу умножителя, знаковый выход счетчика является знаковым выходом цифрового генератора синусоидальной функции, содержит блок преобразования прямого кода в дополнительный, коммутатор, сумматор, элемент ИЛИ-НЕ, два элемента НЕ, и -4 элемента И первой группы (o-разрядность аргумента и функции), по h -5 элементов И второй и третьей групп, причем информацион0<5 â

1 3 если — <5< —

8 16

+ — (5 ) если †CSc —

1 3 3

2 16 4 (s—

1 1

8

4) если — С5(—

4 . 2 (тос(2 ) и (тоaZ )iZ

2 (" О 2, е лц 4(od2 J>i2

3 1043615

Определение поправки производится чает в работу группу 6 элементеэ И. с помощью группы 6 элементов И 13, . Она сдвигает содержимое выхода комесли 045 (— ",или с помощью групп 7 и 8 мутора 4, равное, на один разряд элементов 3f 14, если 3/16@5(1/4 в сторону младших разрядов и подает и. 1/4<5<1/2 соответственно. При . его на суммирование с основным зна1/8<5<3/16 поправка задается связью 5 чением, получаемым с умножителя 3. выхода элемента И 10 с входом чет- Когда второй и четвертый разряд равны вертого разряда сумматора 5. ? (), а третий равен 1, т.е.

Работа генератора начинается с 1/8 с5С3/16, с выхода элемента И 10 поступления двоичного отсчета apeMe . йоступает сигнал поправки в виде ни на счетчик 1. Прямой и .обратнй 10 константы, равный 1/16, которая сум. (получаемый с помощью блока 2) коды мируется с основной частью значения числа 6 поступают на умножитель 3, : синуса. на выходе которого получается основ- . ная часть результата, равная . . КогДа втоРой РазРЯд Равен 0, еС с а третий и четвертый Равны 1 (1 к а„ п правка на выходе элемента И 9 возникает сиг2 1 2",1 нал 1, разрешающий работу группы отрицательная для положительных . 7 элементов И. Она сдвигает в сторону . полу олн, то всегда в ячисляется младш"х оазРЯДов значение обратного отрицательная полуволна, где поправ- ).,кода Б, что приводит к подсуммировака положительна (это упрощает техни-. . нию поправки равной 1/16-1/2 .чески формирование поправки) . На (8-3/16) . При этом сигнал с выхода выходе комбинационного сумматора 5 - элемента И 9 поступает также на вход сь данн производится с инверсных - пЯтого РазрЯда ДлЯ ввОДа постоЯнной выходов каждого разряда. Это позволя-.р составляющей поправки во всем диапает иметь правильный Результат, равный зоне,5, равном (3/16 1/4). И, нако° ° ° нец, когда выход второго разряда зс †„ Знак же определяется : "равен 1 ., т.е. 1/4(5<1/2, он от.крывает группу 8 элементов И. Она по знаковому -разряду числа 4 . . :. сдвигает обратный. код 5 на четыре

Рассмотрим формирование синалев ЗО разряда в сторону младших разрядов кода поправки. Прямой и обратный . : и полученную таким образом поправку коды числа + (mo02") поступают на .. Подает на суммирование на вторые раздвухвходовый коммутатор 4, который в рядные входы сумматора 5. зависимости от цифры первого разря-, . . При всех этих операциях сумматор да пропускает либо прямой (если она 35 5 работает в обратном коде, т.е. 0 ), либо — обратный (если 1 ).. имеет циклический перенос из старше-.

Сигнал здесь используется свойство ro в младший разрядъ С инверсных высигнал. Здесь используется свойствоходов сумматора 5 снимается резульчетности синуса относительно значений :тат, представленный в прямом коде. (г еФ- че о

Максимальные абсолютная и относи = 1 — - (где Ф - нечетное число) .

Если выходы второго и третьего : тельная погрешности генерации (выразрядов с выхода коммутатора 4 . числения синусоиды) в предлагаемом равно нулю, на выходе элемента .ИЛИ-НЕ генераторе. не более 0,01 и 1%, соот11 формируется высокое напряжение, ветственно, что в 5,5 и 5 раз соотсоответствующее 1 ., которое вклю« ветственно меньше, чем в известном.

Составитель В.БайКов

Редактор H.Áîáêoâà техред.и, метелева корректор:ю.макаренко

Заказ 7337/50 .Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по отелам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5Филиал IllfII Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4