Цифровой генератор синусоидальных сигналов

 

ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР СИНУСОИДАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, преобразователь код частота и счетчик, выходы которого .поразрядно подключены к соответствующим входам формирователя синусоидального сигнала, блок установки частоты, выходы которого поразрядно подключены к соответствующим управляющим входам преобразователя код - частота, отличающийс я тем, что, с целью расширения диапазона частот генерируемого сигнала , в него введен преобразователь кода, входы которого поразрядно подключены к соответствующим выходам блока установки частоты, при этом счетчик вьшолней в виде реверсивного счетчика с управляемым числом разрядов, управляющие входы ко- . торого поразрядно подключены к соотi ветствующим выходам преобразователя кода. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„.SU,, 1202014 (51) 4 H 03 В 19 00

А. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

g(.;1" 1;Щ03 :Л, 1. Я

939NNC (21) 3656860/24-09 . (22) 28.10.83 (46 ) 30. 1 2.85. Бюл. Р 48 (72) Л.Г,Василенко (53) 621.373.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 666628, кл. H 03 В 19/00, 1977.

Патент США У 3657657, кл. 328-14, 1972. (54)(57) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР СИНУСОИДАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, преобразователь код» частота н счетчик, выходы которого поразрядно подключены к соответствующим входам формирователя синусоидального сигнала, блок установки частоты, выходы которого поразрядно подключены к соответствующим управляющим входам преобразователя код - частота, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения диапазона частот генерируемого сигнала, в него введен преобразователь кода, входы которого поразрядно подключены к соответствующим выходам блока установки частоты, при этом счетчик выполней. в виде реверсивного счетчика с управляемым чис лом разрядов, управляющие входы ко- . торого поразрядно подключены к соотСЪ ветствующим выходам преобразова- Я теля кода.

1 12А

Изобретение относится к радиотех-. нике и может быть использовано в качестве источника гармонического сигнала, а также в вычислительной технике для получения кодов, изменяющихся по синусоидальному закону.

Цель изобретения - расширение диапазона частот генерируемого сигнала.

На фиг.1 изображена структурная схема предложенного цифрового генератора синусоидальных сигналов, на фиг.2 — схема реверсивного счетчика с управляемым числом разрядов; на фиг.3 — схема преобразователя кода; на фиг.4 и 5 - эпюры, поясняющие принцип действия предложенного цифрового. генератора синусоидальных сигналов.

Цифровой генератор синусоидальных сигналов содержит генератор 1 импульсов, преобразователь 2 код — частота, блок 3 установки частоты, реверсивный счетчик 4 с управляемым числом разрядов, и преобразователь

5 кода, содержащий элементы И 5 фор. мирователь 6 синусоидального сигнала. Формирователь 6 содержит дешифратор 7, цифроаналоговый преобразователь 8, фильтр 9.

Реверсивный счетчик 4 фиг.2) содержит 1К-триггер 10, элемент 2 х х 2И-ИЛИ 11, элемент 2И-НЕ 12, дешифратор импульсов "Перенос" 13, дешифратор импульсов "Заем переноса",,14, элемент 2ИЛИ 15, триггер 16 знака реверса, элемент И 17.

Цифровой генератор синусоидальных сигналов работает следующим образом.

Стабильные по частоте следования импульсы с выхода генератора 1 поступают на вход преобразователя 2, частота следования импульсов на выходе которого изменяется по линейному закону в зависимости от значения двоичного кода, поступающего на входы с блока 3. Выходные импульсы преобразователя 2 непрерывно тактируют реверсивный счетчик 4 с управляемым числом разрядов от "0" до заполнения единицами и затем обратно. Число разрядов реверсивного счетчика 4 в зависимости от управляющего кода может изме . . няться от 1 до 4К. Управляющий код в виде логических потенциалов поступает на одни из входов элементов

2И-НЕ 12, включенных между выходами элементов 2 Х. 2И-ИЛИ 11 и 3К-триггеров 10 последующих реверсивных разрядов. Изменение состояния 3К-триг °

2014 2 гера 10 последующего реверсивного разряда происходит либо под воздействием импульса, поступающего с преды. дущего разряда через элемент 2И«НЕ

l2, при наличии разрешающего потенциала на его управляющем входе, т.е. уровня логической "1", либо под воз действием тактовых импульсов, поступающих на вход синхронизации и 3К-триггера 10 при наличии запрещающего логического уровня на его управляющем входе, т.е. уровня логического "0". Такое управление разрядностью реверсивного счетчика 4 обеспечивает изменение частоты следо-. вания импульсов на выходе его разряда в 2 раза меньше частоты следования импульсов, поступающих через элемент 2И-НЕ 12, либо н 2 раза мень"

gp ше частоты следования тактовых импульсов, поступающих на вход синхронизации. Код соответствующей структу. ры для управления разрядностью реверсивного счетчика 4 формируется

zs следующим образом. Число К старших разрядов двоичного кода управления частотой,на выходе преобразователя

2 поступает на вход преобразователя

5 кода, как следует из функциональной схемы, приведенной на фиг.3, образует на его выходах код такой структуры, что появление логической "1" в одном или нескольких стар« ших разрядах кода управления преобразователем 2 образует на соответствующих выходах преобразователя 5 кода и на соответствующих входах управления разрядностью реверсивного счетчика 4 уровня логического "0", включая последний, на вход которого

40 поступил уровень логической "1", и уровня логической "1" на всех последующих старших разрядах кода управления разрядностью реверсивного

45 счетчика 4. Таким образом, с увеличе. нием значения двоичного кода на управляющем входе преобразователя 2 частота следования импульсов на его выходе увеличивается, увеличивается число логических "0" на управляющем входе реверсивного счетчика

4, вследствие чего уменьшается его разрядность (число младших разрядов) и время заполнения информационной емкости реверсивного счетчика 4

5 импульсами, поступающими на вход синхронизации. Это приводит к повышению частоты синусоидального сигнала на выходе устройства и, наоборот, 1202014 4 личество точек аппроксимации определяется числом. разрядов реверсивного счетчика 4, на вход управления котоь- рых поступил уровень .логической "I", следовательно изменяя дискретность изменения двоичного. кода, можно изменять число точек аппроксимации синусоиды и тем самым частоту синусоидального сигнала на выходе устрой10 ства, Частота генерируемых синусоидальных сигналов на выходе устройства определяется следующим выражением: м ° е

5blx "-1), 35 с уменьшением значения двоичного кода на управляющем входе преобразователя код — частота 2 частота сле дования импульсов на его выходе умен шается, уменьшается число логических

"0" на управляющем входе реверсивного счетчика 4, вследствие чего его разряд ность увеличивается, увеличивается время заполнения его информационной емкости импульсами, поступающими на вход синхронизации,что приводитк пони жению частоты синусоидального сигнала на выходе устройства.

На фиг.4 представлены осциллограммы импульсов и форма напряжений при наличии уровня логической "1" на всех управляющих входах элементов 2 -HE 12 реверсивного счетчика 4 при числе разрядов четыре: 4а и 5а - на входе синхронизации IK-триг 20 геров 10 реверсивных разрядов; 4о— на выходе первого разряда; 4 0 — на выходе второго разряда; 4 2 - на выходе третьего разряда; 4 q — на выходе четвертого разряда; 4 e — - на выходе цифроаналогового преобразователя 8; 4ж — на выходе фильтра 9.

На фиг, 5 представлены осциллограммы импульсов и форма напряжений при наличии уровня логического "0" 30 на управляющем входе первого разряда и уровня логической "I" на остальных управляющих входах ре« версивного счетчика 4: 55 - на выходе первого и второго разрядов;

58 — на выходе третьего разряда;

5f — на выходе четвертого разряда;

5 — на выходе цифроаналогового преобразователя 8; 5 8 — на выходе фильтра 9.

Двоичная информация реверсивного счетчика 4 поразрядно поступает на соответствующие входы дешифратора 7 функционального преобразователя). . За полный цикл реверсирования проис- 45 ходит преобразование двоичной информации реверсивного счетчика 4 в значение функции в пределах изменения ее аргумента от 0 до !80 в дво о ичном коде, т. е. производится ступен" чатая аппроксимация синусоиды. КоI где M — функция управления преобразователем 2; — частота следования импулььх сов на выходе генератора I

К вЂ” число разрядов реверсивного счетчика 4.

Из сопоставления выражений для значения выходной частоты прототипа и предлагаемого устройства следует, что расширение диапазона генерируемых синусоидальных сигналов происходит за счет изменения в знаменателе выражения 2 (числа разряЬ дов реверсивного счетчика 4). При этом максимальное значение выходной частоты определяется быстродействием цифроаналогового преобразователя 8 при минимальном числе разрядов реверсивного счетчика 4, а минимальное значение выходной частоты — неискаженной формой синусоидального сигнала на выходе устройства при максимальном числе разрядов реверсивного счетчика 4, в отличие от прототипа, где максимальное значение выходной частоты определяетая максимально возможным значе. нием входной частоты с учетом быстродействия цифроаналогового преобразователя 8 при данном числе разрядов реверсивного счетчика 4, а минимальное значение выходной частоты — неискаженной формой сигнала на выходе устройства также при данном числе разрядов ° дт длбюа уст. ff ЯШ синусоиды фФЮЛРФМ

Фиг. Z

1202014

1202014

Составитель В,Рудай

Редактор М.Бандура Техред Т.Тулик

Коррек тор В . Синицкая

Заказ 8103/58 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4