Цифровой генератор синусоидальных колебаний

 

ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР СИНУСОИДАЛЬНЬК КОЛЕБАНИЙ, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, программируемый делитель частоты, первый счетчик, постоянное запоминакнцее устройство и первый цифроанапоговый преобразователь, отличающийся тем, что, с целью обест печения программного управления частотой , амплитудой и паузой между периодами синусоидальных колебаний, введены последовательно соединенные первый делитель частоты с дробнопеременным коэффициентом деления, второй делитель частоты с дробнопеременным коэффициентом деления, второй счетчик, регистр памяти и второй цифроаналоговый преобразователь , последовательно соединенные третий счетчик, блок сравнения и элемент задержки, выход которого подключен к входу размещения рредустановки второго счетчика, а также введены формирователь импульсов и блок памяти, входы которого соединены с второй группой выходов первого счетчика, первая, вторая и третья группы выходов блока памяти подключены соответственно к управляюпщм входам программируемого делителя частоты, к управляющим входам второго делителя частоты с дробнопеременным коэффициентом деления и к вхо% дам предустановки второго счетчика, вход формирователя импульсов объе динен с управляющим входом третьего счетчика и подключен к выходу блока сравнения, вторая группа выходов Лоторого объединена с управляющими входами первого делителя частоты с дробнопеременным коэф циентом деления и подключена к выходу постоянного запоминающего устройства, вход и вы:ход первого делителя частоты с дробСО нопеременным коэффициентом деления со соответственно подключены к выходу Од генератора импульсов и к сигнально4 Од му входу третьего счетчика, а первый и второй выходы формирователя импульсов соответственно подключены к входу разрещения записи регистра памяти и к вхгду сброса третьего счетчика .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

46 А (l9) (И) Ф (51 Н

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.ОТНРЬГПФ (21) .3559463/18-09 (22) 28.02.83 (46) 07.01.85. Бюл. Р 1 (72) А.С.Брятов, С.А.Никищенков, Ф.Ф.Гильфанов и В.И.Шутенко (7l) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им.В.В.Куйбышева (53) 621.373.42 (088 ° 8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

Р 813798, кл. Н 03 L 7/16, 26.02.79.

2. Смеляков В.В. Цифровая измерительная аппаратура инфранизких частот. М., "Энергия", 1975, с..113,130 (прототип) . (54)(57) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, программируемый делитель-частоты, первый счетчик, постоянное запоминающее устройство и первый цифроаналоговый преобразователь, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью обес-, печения программного управления частотой, амплитудой и паузой между периодами синусоидальных колебаний, введены .последовательно соединенные первый делитель частоты с дробнопеременным коэффициентом деления, второй делитель частоты с дробнопеременным коэффициентом деления, второй счетчик, регистр памяти и второй цифроаналоговый преобразователь, последовательно соединенные третий счетчик, блок сравнения и элемент задержки, выход которого подключен к входу размещения предустановки второго счетчика, а также введены формирователь импульсов и блок памяти, входы которого соединены с второй группой выходов первого счетчика, первая, вторая и третья группы выходов блока памяти подключены соответственно к управляющим входам программируемого делителя частоты, к управляющим входам второго делителя частоты с дробнопеременным коэффициентом деления и к входам предустановки второго счетчика, вход формирователя импульсов объе.динен с управляющим входом третьего счетчика и подключен к выходу блока сравнения, вторая группа выходов которого объединена с. управляющими входами первого делителя частоты с дробнопеременным коэффкциентом деления н подключена к выходу постоянного запоминающего устройства, вход и вы:ход первого делителя частоты с дробнопеременным коэффициентом деления соответственно подключены к выходу генератора импульсов и к сигнальному входу третьего счетчика, а первый н второй выходы формирователя импульсов соответственно подключены к входу разрешения записи регистра памяти и к входу сброса третьего счетчика.

1 ..1,1336

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в автоматизированных стендах для снятия динамических характеристик цифровых приводов.

Известен цифровой генератор .синусоидальных колебаний, содержащий генератор переменной частоты, генератор фиксированной частоты, логический блок, последовательно соединенные счетчик, постоянное запоминающее устройство, цифроаналоговое устройство, переключатель полярности и устройство подавления помех, а также первое и второе устройства управления (1 1.

Недостатком такого цифрового генератора синусоидальных колебаний является невозможность программного задания амплитуды выходного сигнала, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой генератор синусоидальных колебаний, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, программируемйй делитель частоты, первый счетчик, постоянное запоминающее устройство и первый цифроаналоговый преобразователь j2 1.

ЗО

Однако известный цифровой генератор синусоидальных колебаний не обеспечивает получение последовательнос" ти синусоидальных колебаний с программируемыми значениями частоты, амплитуды, постоянной составляющей каждого периода и паузы между периодами °

Цель изобретения — обеспечение программного управления частотой, амплитудой и паузой между периодами синусоидальных колебаний.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой генератор синусоидальных колебаний, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, apoiраммируемый делитель частоты, первый счетчик, постоянное запоминающее устройство .и первый цифроаналоговый преобразователь, введены последовательно соединенные первый делитель частоты с дробнопере.менным коэффициентом деления, второй делитель частоты с дробнопеременным коэффициентом деления, второй счетчик, регистр памяти и второй цифроаналоговый преобразователь, последо46 . 2 вательно соединенные третий счетчик, блок сравнения и элемент задержки, выход которого подключен к вхору разрешения предустановки второго счетчика, а также введены формирователь импульсов и блок памяти, входы которого соединены с второй группой выходов первого счетчика, первая, вторая и третья группы выходой блошка памяти подключены соответственно к управляющим входам программируемого делителя частоты, к управляющим входам второго делителя частоты с дробнопеременным коэффициентом деления и к входам предустановки второго счетчика, вход формирователя импульсов объединен. с управляющим входом ,третьего счетчика и подключен к выходу блока сравнения, вторая группа входов которого объединена с управляюшими входами nepaolo делителя частоты с дробнопеременным коэффициентом деления и подключена к выходу постоянного запоминающего устройства, вход и выход первого делителя частоты с дробнопеременным коэффициентом деления соответственно подключены к выходу генератора импульсов, и к сигнапьнбму входу третьего счетчика,а первый и второй выходы формирователя импульсов соответственно подключены к входу разреше" ния записи регистра памяти и к входу сброса третьего счетчика.

На чертеже изображена структурная электрическая схема цифрового генератора синусоидальных колебаний.

Цифровой генератор синусоидальных колебаний содержит генератор

1 импульсов, делитель 2 частоты програмируемый делитель 3 частоты, первыц счетчик 4, постояннне запоминающее устройство ПЗУ 5, первыц цифроаналоговый преобразо ватель ЦАП 6 блок 7 памя-. ти, первый делитель частоты с дробнопеременным коэффициентом деления (ДДПКД ) 8, второй ДДПКД 9, второй счетчик 10,.ðåãèñòð 11 памяти, второй ЦАП 12, третий счетчик 13, блок 14 сравнения, элемент 15 задержки, формирователь 16 импульсов.

Цифровой генератор синусоидальных колебаний работает следующим образом.

После сброса устройства в исходное состояние на первой, второй и третьей группах выходов блока 7 памя1133

ДДПКД 8 и 9.

" (5.л(2Л},. +1Ц

45 о

K2 Nq (i} з ти при(.утствуют коды N„(o),N (o) и N (о), определяющие соответственно коэффициент деления программируемого делителя 3, знаменатель коэффициента деленная второго ДДПКД 9 и состояние предустановки второго счетчика 10. Импульсы с частотой следования f „(о) = f /1с N „(о), где f — час» тота импульсов генератора 1;

К вЂ” коэффициент деления 2, посту- 1О лают на вход первого счетчика 4, выходы младших разрядов которого задают соответствующий адрес в

ПЗУ 5. На выходе последнего появляется функциональная последователь.ность кодов, поступающая на входы первого ЦАП 6.

С приходом 2 -го импульса на вход первого счетчика 4 завершается формирование периода выходного сигнала, код на группе входов первого счетчика 4, соединенных с входами ПЗУ 5, принимает значение "0...0", а код на выходах старших разрядов (вторая группа выходов } первого счетчика 4 25 увеличивается на единицу, программа в блоке 7 памяти переходит на шаг с новыми значениями N1, N („, 1(11

N („, и начинается формирование второго периода выходного сигнала 30 и т.д.

На выходах ПЗУ 5 и на входе первого ЦАП 6 в аналоговой форме формируется последовательность синусоидальных сигналов вида где N — максимальное значение выходотс х 40 ного кода ПЗУ 5;

1; — частота выходных колебаний,программно зада- ваемая на каждом шаге

При сбросе в исходное состояние 50 второй счетчик IO и регистр 11 предустанавливаются в состояние N (01

После сброса блок 14 сравнения находится в состоянии несовпадения кодов, и логический уровень "1 на 55 его выходе разрешает счет импульсов третьему счетчику 13 и через элемент 15 задержки разрешает счет им"

646 4 пульсов второму счетчику IO из состояния предустановки..

Числитель дробных коэффициентов первого 8 и второго 9 ДДПКД равен 2", где и — число их разрядов (равное числу разрядов выходного кода N (1} ПЗУ 51, а знаменатель равен соответственно значению кода на управляющих входах каждого из.На счетный вход третьего счетчика 13 поступают импульсы частотой

N (О}/2, а на счетный вход о второго счетчика 10 импульсы с час „"o(0} ((2(О}/2 2 . По исте2п чении времени =М (О} — =сооМ

K,H(o} Е, = код на выходе третьего счетчика 13 достигает значения No(0} на код

N на выходе второго счетчика зна" и (01 чения и (О} + М (О) . Блок

2ь ° 3

15 сравнения переходит в состояние совпадения и формирует на выходе уровень логического "0", который запрещает по входу управления третьего счетчика 13 счет импульсов н через время задержки Т элемента задержки предустанавливает второй счетчик 10 в.состояние N (О). При изменении уровня на входе формирователя 16 импульсов с логической "l" на логический "0" на его первом выходе формируется импульс разрешения записи регистру ll и в него записывается код,Н =НО(01 +й (О}. 2(О}

2 ll

Дпя записи необходимо выполнить условия Т,((т с 1/Во "äå „ - длительность импульса на выходе форми-, рователя 16 импульсов, f> — предельное значение частоты импульсов на счетном входе второго счетчика 10 °

Блок 14 сравнения находится в состоянии совпадения до изменения кода и () в момент переадресации

ПЗУ 5. При этом на выходе блока 14 сравнения формируется уровень логи-. ческой "1", который поступает на вход управления третьего счетчика 13, на вход формирователя 16 импульсов и на вход элемента 15 задержки.

Начинается подсчет импульсов вторым 10 " ретьим 13 счетчиками и т.д.

Для нормальной работы необходимо выполнить условие 7 +Т g a/ „(;}, которое определяет требуемый коэффициент деления к делителя 2 : К>2"

1133646

ЗО

- ВНЦИПИ Заказ 9959/43 Тираж 871 Подписное, Фзщкав ППП "Патват"; г.У!кгород, уа.йроектаал, 4

Таким образом, через время ф к. после кажрого изменения кода импуль-, сом разрешения записи в регистр !1 записывается код, присутствующий в нй егЬ информационных входах, при этом предыдущая запись автоматически стирается.

Если в момент изменения кода

No(j) происходит переход программы на новый шаг i то второй счет- 10 чик lO сначала предустанавливается в состояние Нд(i), а через время начинает подсчет импульсов. На входы второго ЦАП 12 поступает функциональная последовательность кодов, 15 воспроизводимая на выходе последовательность сигналов вида

2Г(1

4 „„stn щ + +!

/ с фаэовым сдвигом, равным с, относительно последовательности на выходе первого ЦАП 6. При этом значения

3N+ji) ° N<(i) и N>(i) программно задаются для каждого периода выход, ного сигнала и определяют соответственно частоту следования,. амплитуду и постоянную составляющую выходного сигнала.

Если на шаге i на второй группе выходов блока 7 памяти вызван код N<(i) ** "О...О", то в течение . шага i импульсы поступают на счетныи вход второго счетчика 10, и . регистр 1! находится в состоянии

N3(i), обеспечивая на выходе второго ЦАП 12 паузу длительностью

К2 с уровнем N>(i).

При переходе первого счетчика 4 из полностью, заполненного состояния в нулевое, что соответствует окончанию формирования выходной последовательности колебаний, программа автоматически переходит на шаг i = О, обеспечивая цикличность работьу.

Если на шаге с на первой группе выходов блока 7 памяти вызван код и п

М„(1) = О... О, то импульсы не поступают на вход первого счетчика, и программа автоматически останавливается на шаге с.

Таким образом, в предложенном цифровом генераторе синусоидальных колебаний на выходе второго

ПАП 12 формируется последователь-ность синусоидальных колебаний с программируемыми значениями частоты следования, амплитуды и постоянной составляющей каждого периода, с программным заданием паузы между выбранными периодами, а -также осуществляется автоматическая остановка на выбранном шаге программы. Цля изменения параметров выходных синусои;дальных колебаний блок 7 памяти переводится в режим перезаписи, и в

:него заносится новая программа.