Цифровой функциональный генератор

 

ЦИФРОВОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР , содержащий три регистра-, два сумматора, блок синхронизации и цифро-аналоговый преобразователь, причем выход рервого регистра подключен к информационному входу второго регистра и со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов к первому входу первого сумматора, выход второго регистра подключен к второму входу первого сумматора, выход которого подключён к перв,ому входу второго сумматора, выход второго сушлатора подключен к первому информационному входу третьего регистра , выход которого подключен к первому информационному входу первого регистра .и к входу цифро-аналогового преобразователя, выход блока синхронизации подключен к синхронизирующим1вхОдам регистров, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения функции, он содержит коммутатор, триггер и блок постоянной памяти, причем выход первого регистра со сдвигом на i и t-1 разрядов в сторону младших разрядов (ft - характеристика точности вычис . лений) подключен соответственно к первому и второму информационным входам коммутатора, управляющие входы коммутатора подключены к выходам § триггера, выход коммутатора подключен к второму входу второго суммато л ра, первый и второй выходы блока постоянной памяти подключены к вторым информационным входам первого и третьего регистров соответственно, синхронизирующий вход блока постояма ной памяти подключен к -дополнительному выходу блока синхронизации, счетный вход триггера соединен с синхронизирующими входами регистров.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(58 G 06 F 1/02

Ф

1

1, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTV9

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3494631/18-24 (22) 27.10.82 (46) 07..02.84. Бюл. М 5 (72) С.С ° Манучарян (53) 681 ° 3(088 .8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 736079,:кл. G 06 F 1/02, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

М 796835, кл. G 06 F 1/02, 1981 (прототип) . (54)(57) ЦИФРОВОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНКРАТОР., содержащий три регистра; два сумматора, блок синхронизации и цифро-аналоговый преобразователь, причем выход pepsoro регистра подключен к информационному входу вторОго регистра и со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов к первому входу первого сумматора, выход второго регистра подключен к второму входу первого сумматора, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, выход второго сумматора подключен к первому информационному входу третьего регистра, выход которого подключен к первому информационному входу первого регистра .и к входу цифро-аналогового преобразователя, выход блока синхронизации подключен к синхронизирующим. входам регистров, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения функции, он содержит коммутатор, триггер и блок постоянной памяти, причем выход первого регистра со сдвигом на 1 и К-1 разрядов в сторону младших разрядов (Ф вЂ” характеристика точности вычислений) подключен соответственно к первому и второму информационным входам коммутатора, управляющие входы коммутатора подключены к выходам триггера, выход коммутатора подклю- Я чен к второму входу второго сумматора, первый и второй выходы блока фф постоянной памяти подключены к вторым информационным входам первого и третьего регистров соответственно, синхронизирующий вход блока постоян- Я ной памяти подключен к дополнительному выходу блока синхронизации, счетный вход триггера соединен с синхронизирующими входами регистров.

1072033

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к измерительной технике, где измеряемая аналоговая величина зада на в виде угла перемещения.

Известен цифровой генератор функ- 5 ций, содержащий четыре регистра, три блока постоянной памяти, два коммутатора, блок умножения, сумматор и блок управления с соответствующими связями .Ш . 10

Однако устройство характеризуется

i сложностью аппаратурной реализации,: в частности большим объемом памяти.

Наиболее близким к изобретению является цифровой функциональный 15 генератор (гармонических колебаний). содержащий три регистра, два сумматора, блок синхронизации, цифро-ана. логовый преобразователь (ЦАП) и три установочных входа. Выход первого регистра подключен к входу второго регистра, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, выход которого подключен к входу третьего регистра., выход первого регистра со сдвигом на один разряд подключен к первому входу второго сумматора и со сдвигом на Й)) 2 разрядов — к второму входу второго сумматора, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, вы- 3О .ходы блока синхронизации подключены к синхровходам регистров, выход третьего регистра подключен к входу цифро-аналогового преобразователя, выход которого является выходом ге- 35 нератора.

Работа этого генератора основана на вычислениях рекурентной формулы у, =2 у — у -у„,„ /2, (1) 4р (где у — текущее значение функции; 1 у у — предыдущие значения) м- м число сдвигов цифрового кода в сторо у младших разря- 45 дов.

Решением уравнения (1) является функция sin, которая реализуется в виде последовательности цифровых отсчетов и преобразуется с помощью

ЦАП. Выражение (1) поддается простой 5О аппаратурной реализации, так как умножение на 2 и деление на 2 осуществ ,ляется простым сдвигом кода у„ ° . При выбранном числе разрядов в регистрах точность вычисления значений функции 55 однозначно зависит от слагаемого в выражении (1). Значение числа сдвигов считается рациональным, если погрешность вычисления минимальная.

ПогрешиоСть вычисления является ре- gp эультатом недокоррекции слагаемым у /2 так как величина меняется уи-, I кратно двум и остатки возрастают . вследствие многократных вычислений.

Задаваясь значением числа сдвигов

t -1, погрешность возрастает еще интенсивнее, причем значения функций уменьшаются по сравнению с точными значениями С21.

Однако известное устройство, при очевидной простоте, имеет ограниченную точность воспроизведения функции, так как в нем использовано одно единственное значение числа сдвигов цифрового кода в сторону младших разрядов.

Целью изобретения является повышение точности воспроизведения функции.

Поставленная цель достигается тем, что цифровой функциональный геI нератор, содержащий три регистра,, два сумматора, блок синхронизации и цифро-аналоговый преобразователь, причем выход первого регистра подключен к информационному входу второго регистра и со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов к первому входу первого сумматора, выход второго регистра подключен к второму входу первого сумматора, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, выход второго сумматора подключен к первому информационному. входу третьего регистра, выход которого подключен к первому информационному входу первогб регистра и к входу цифро-аналогового преобразователя, выход блока синхронизации подключен к синхронизирующим входам регистров, содержит коммутатор, триггер и блок постоянной памяти, причем выход первого регистра со сдвигом на и -1 разрядов в сторону младших разрядов ((I характеристика точности вычислений) подключен соответственно к первому и второму информационным входам коммутатора, управляющие входы коммутатора подключены к выходам триггера, выход коммутатора подключен к второму входу второго сумматора, первый и второй выходы блока постоянной памяти подключены к вторым информационным входам первого и третьего регистров соответственно, синхрониэирующий вход блока постоянной памяти подключен к дополнительному выходу блока синхронизации, счетный вход триггера соединен с синхронизирующими входами регистров.

На чертеже представлена блок-схема предлагаем9го цифрового функционального генератора.

Генератор содержит блок 1 постоянной памяти, блок 2 синхронизации, регистры,З и 4, коммутатор 5, сумматоры 6 и 7, регистр 8, триггер 9, цифро-аналоговый преобразователь 10.

Цифровой функциональный генератор работает следующим образом.

В исходном состоянии регистры 3, 4 и 8 содержат нулевой цифровой код, 107.2033 у = у ур ю

Составитель В. Байков

Редактор Н. Бобкова Техред М.Тепел, Корректор A. Тяско

Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 126/40 а в блок 1 в интервале функции от О до 1 записаны 2N контрольных (точных) значений. Импульсом блока синхронизации с блока 1 считываются значения функции у„ и у и записываются соответственно в регистры 3 и 8. Причем разность у — у„ равна. величине квантования (шагу вычисления). Значения функции вычисляются по рекурентной формуле (1). На выходе сумматора б реализуется значение

a = 2у, „ -у„,, а на выходе сумматора 7 - значейие у =о -у„, /2

После каждого шага вычислений под действием синхроимпульса блока 2 происходит перемещение содержимого 15 кода регистра 3 в регистр 4, а со-., держимого регистра 8 в регистр 3.

Переменный сдвиг цифрового кода в сторону младших разрядов осуществляется коммутатороМ 5. Параллельный код регистра 3 в нечетных тактах поступает на вход сумматора 7 со сдвигом, а в четных — со сдвигом С -1.

Коммутатор 5 управляется триггером

9, работающим по той 2 от синхроимпульсов блока 2. Погрешность значения функции определяется как где у — точное значение функции, а у — вычисленное по рекурентной формуле (1) .При чиспе сдвигов, равном значение ду а О, а при числе сдвигов (6- 1) — значение у > О. В результате погрешности вычисления в течение двух тактов взаимйо компенсируются. После вычисления р значений функции с блока 1 .в регистры 3 и 8 поступают очередные контрольные значения.

Изобретение позволяет на порядок увеличить точность воспроизведения функции.