Цифровой генератор

 

Изобретение относится к специализированным средствам цифровой вычислительной техники для формирования сложных функций времени и может быть использовано при исследованиях трактов и систем передачи, приема и обработки низкочастотных сигналов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора за счет упрощений перестройки. Генератор содержит блок 1 управления, счетчик 2, триггер 3, первый регистр 4 сдвига, первый элемент И 5, второй элемент И 6, первый элемент ИЛИ 7, второй регистр 8 сдвига, элемент 9 задержки, генератор 10 опорных тактовых импульсов, схему 11 сравнения, делитель-формирователь 12 импульсов, второй элемент ИЛИ 13, третий элемент ИЛИ 14, коммутатор 15, третий элемент И 16, четвертый элемент И 17, формирователь 18 импульса , синхронизирующий выход 19, выход 20. Поставленная цель достигается за счет введения счетчика 2, триггера 3, четырех элементов И 3, 6, 16, 17, схемы 11 сравнения, второго регистра 8 сдвига, формирователя 18 импульса, двух элементов ИЛИ 13, 14, коммутатора 15, генератора 10 опорных тактбвых импульсов, элемента 9 задержки, делителя-формирователя 12 импульсов. 3 ил. (Л оо 05 СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (584 006 F 102

KKC%0311%

1,," „" . ",, Ц

ЬНБАИ1 (4k

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTPM ((21) 4087544/24-24 (22) 20.05.86 (46) 07,0 1.88. Бюл. М 1 (71) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им. А.Н. Севченко (72) А.П. Попков, Е.С. Рабкевич и Н.А. Ходинский (53) 68 1.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1103426, кл . С 06 F 1/02, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Ф 951280, кл. С 06 F 1/02, 1982. (54) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР (57) Изобретение относится к специализированным средствам цифровой вычислительной техники для формирования сложных функций времени и может быть использовано при исследованиях трактов и систем передачи, приема и обработки низкочастотных сигналов .

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей генератора

„„80„„1365071 А1 за счет упрощений перестройки. Генератор содержит блок 1 управления, счетчик 2, триггер 3, первый регистр

4 сдвига, первый элемент И 5, второй элемент И 6, первый элемент

ИЛИ 7, второй регистр 8 сдвига, элемент 9 задержки, генератор 10 опорных тактовых импульсов, схему 11 сравнения, делитель-формирователь 12 импульсов, второй элемент ИЛИ 13, третий элемент ИЛИ 14, коммутатор 15, третий элемент И 16, четвертый элемент И 17, формирователь 18 импульса, синхронизирующий выход 19, выход

20 ° Поставленная цель достигается за счет введения счетчика 2, триггера 3, четырех элементов И 5, 6, 16, 17, схемы. 11 сравнения, второго регистра 8 сдвига, формирователя 18 импульса, двух элементов ИЛИ 13, 14, коммутатора 15, генератора 10 опорных такт6вых импульсов, элемента 9 задержки, делителя-формирователя 12 импульсов ° 3 ил.

1

136507

Изобретение относится к специализированным средствам цифровой вычислительной техники для формирования сложных функций времени.

Цель изобретения — упрощение генератора.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого генератора; на фиг. 2 — эпюры сигналов, поясняющие работу генератора; на фиг. 3 — реализация блока управления.

Генератор содержит блок 1 управления, счетчик 2, триггер 3, первый регистр 4 сдвига, первый элемент И 5, 15 второй элемент И 6, первый элемент

ИЛИ 7, второй регистр 8 сдвига, элемент 9 задержки, генератор опорных тактовых импульсов (ГОТИ) 10, схему

11 сравнения, делитель-формирователь

12 импульсов, второй элемент ИЛИ 13, третий элемент ИЛИ 14, коммутатор

15, третий элемент И 16, четвертый элемент И 17, формирователь 18 импульса, синхронизирующий выход СИ 19, 25 выход 20.

Генератор работает следующим образом.

В исходное состояние генератор приводится сигналом "Сброс" (эпюра 1),З0 подаваемым с первого выхода блока 1 управления на установочные входы счетчика 2, триггера 3 и регистра 8.

При этом во всех разрядах счетчика 2 устанавливаются логические "0<, на прямом и инверсном выходах триггера

3 устанавливаются соответственно логические " 1" и "О" (эпюры 2 и 3), в первом разряде регистра 8 устанавливается логическая " 1", в остальных разрядах — логические "0" (эпюра 4). Элементы И 5 и Ь закрыты.

Состояние других элементов генератора произвольно. На выходах 19 и 20 генератора — нулевые уровни (эпюры

5и6).

Работа генератора начинается по управляющему импульсному сигналу

"Пуск" (эпюра 7), который поступает с второго выхода блока 1 управления на первый вход первого элемента

ИЛИ 7 и далее на установочный вход регистра 4, на вход элемента 9 задержки и на синхронизирующий вход

ГОТИ 10. По переднему фронту сигнала

"Пуск" осуществляется синхронизация

ГОТИ 1О и разр<шается поступление опорных тактовых импульсов в делитель-ф< рмир< T ëòå«ü 12, а во всех

1 2 разрядах регистра 4, выходы «<)торых подключены к соответствующим входам предустановки счетчика 2 и первым входам схемы 11 сравнения, устанавливается исходный уровень логической

"1". Сигнал "Пуск", задержанный элементом 9 задержки (эпюра 8), поступает на первый Вход второго элемента

ИЛИ 13 и далее на информационный вход счетчика 2, в который по переднему фронту задержанного сигнала

"Пуск" поступает также на первый вход третьего элемента ИЛИ 14 и далее на сдвигающий вход регистра 8 и сигнальный вход первого элемента

И 5 (эпюры 9).

По переднему фронту задержанного импульса <Пуск .информация в регистре 8 сдвигается на один разряд, при этом единичный уровень, установившийся во втором разряде, подается с вы.хода этого разряда на управляющие входы элементов 5 и 6 и открывает их.

В первый разряд регистра 8 заносится информация с того разряда данного регистра, который подключен через коммутатор 15 к его информационному входу. Подключение определенного раз яда в цепь обратной связи регистра

8 осуществляется коммутатором 15 согласно коду управляющего сигнала, который поступает на управляющий вход коммутатора 15 с шестого выхода блока 1 управления. Так, например, если период повторения Т„ установлен равным длительности формируемого сигнала Т,(Т = Т,, непрерывная генерация), то в цепь обратной связи включается первый разряд генератора

8, если Т „ = 2Тс, то второй разряд и т.д. Сигнал "Пуск" с выхода третьего элемента ИЛИ 14 поступает через открытый первый ключ 5 на синхронизирующий выход 19 генератора (эпюра 5), определяя момент начала формирования сигнала, который появляется на выходе второго элемента И 6 (эпюра 6).

Счетчик 2 по первому ТИ (эпюра 10), поступившему на его счетный вход с выхода ТИ делителя-формирователя 12, выдает импульс переполнения (эпюра

11), который определяет окончание вычисления первого полупериода первого периода формируемого сигнала и поступает на счетный вход четвертого ключа и первый управляющий вход делителя-формирователя 12. По передне20

136507 му фронту этого импульса информация с регистра 4 снова заносится в счетчик 2, определяя начало вычисления второго полупериода первого периода с формируемого сигнала, и разрешается формирование ТИС делителем-формирователем 12 (эпюра 12) и их поступление на сигнальный вход третьего элемента И 17 ° Одновременно триггер 3 изменяет свое состояние (эпюры 2 и 3). Единичный уровень с инверсного выхода триггера 3 подается на информационный вход этого же триггера и на управляющий вход третьего элемента И 17, разрешая прохождение

ТИС на сдвигающий вход регистра 4 (эпюра 13).

ТИ и ТИС формируются из опорных тактовых импульсов, поступающих в делитель-формирователь с выхода

ГОТИ 10. При этом ТИС формируются и поступают на выход по импульсу переполнения счетчика 2 в виде пачки импульсов. Количество импульсов в пачке определяется управляющим сигналом, подаваемым на третий управляющий вход делителя-формирователя 12 с четвертого выхода блока 1 управления.

Вид управляющего сигнала определяется видом заданной модулирующей функции частоты формируемого сигнала.

Так, например, если модулирующая функция (закон изменения частоты формируемого сигнала) имеет вид у = 1/х, то в отдельной пачке содержится только один ТИС, если модулирующая функция имеет вид у = 1/х, то в отдель2 ной пачке содержится 2 ТИС и т.д °

При этом длительность пачки с макси40 мальным числом ТИС меньше периода следования ТИ. Частота Г,„ следования ТИ определяется верхней частотой

Г формируемого сигнала (Г, = 2Г ) и устанавливается соответствующим

45 управляющим сигналом, подаваемым с третьего выхода блока 1 управления на второй управляющий вход делителяформирователя 12 °

При поступлении пачки ТИС информация в регистре 4 сдвигается по каж50 дому ТИС на один разряд в сторону старших разрядов, младшие разряды при этом заполняются нулями. При поступлении второго ТИ (эпюра 10) счетчик 2 снова выдает импульс перепол55 нения (эпюра 11), который определяет окОнчание вычисления первого периода и начало вычисления первого полупери1 ч оца второго пери да формируемого сигнала (эпюры 2 и 3) . По переднему фронту импульса переполнения в счетчик 2 заносится информация нового состояния регистра 4, а на инверсном выходе триггера 3 устанавливается уровень логического "0" (эпюра 3), перемещающий проход ТИС, через третий элемент И 17 в регистр 4, При поступлении последующих ТИ счетчик 2 изменяет свое состояние от кода, предварительно записанного с регистра 4, до состояния переполнения, когда снова выдается импульс переполнения, по которому в счетчик

2 заносится информация с регистра 4, на прямом выходе триггера 3 устанавливается нулевой уровень (эпюра 2), определяющий окончание вычисления первого полупериода второго периода формируемого сигнала, на инверсном выходе триггера 3 устанавливается единичный уровень (эпюра 3), разрешающий проход ТИС через элемент

И 17, в регистр 4. Количество ТИ, необходимое на данном этапе работы генератора, определяется видом заданной модулирующей функции, При поступлении последующих ТИ счетчик 2 вычисляет второй полупериод, а информация в регистре 4 сдвигается дальше в сторону старших разрядов в соответствии с поступившим числом ТИС. Новое состояние регистра

4 после сдвига информации определяет код начальной установки счетчика 2 и соответствует длительности следующего полупериода формируемого сигнала.

Работа счетчика 2, триггера 3, элемента И 17 и регистра 4 продолжается в описанном порядке до момента совпадения кода состояния регистра

4 с кодом управляющего сигнала, который соответствует заданной длительности формируемого сигнала и подается с пятого выхода блока 1 управления на первые входы схемы 11 сравнения, на вторые входы которой поступает код состояния регистра 4. При совпадении кодов (что происходит во время вычисления второго полупериода последнего периода формируемого сигнала заданной длительности) схема 11 сравнения выдает сигнал (эпюра 14), который поступает на формирователь

18 и управляющий вход четвертого элемента И 16, По переднему фронту

5 136507 этого сигнала открывается элемент

И 16, а формиронатель 18 вьщает импульс (эпюра 15), который через первый элемент ИЛИ 7 устанавливает регистр 4 н исходное единичное состоя5 ние ° По окончанию вычисления последнего полупериода импульс переполнения с выхода счетчика 2 заносит исходную информацию с регистра 4 в счетчик 2, а также поступает через открытый элемент И 16 (эпюра 16) и третий элемент ИЛИ 14 (эпюра 9) на сигнальный вход элемента И 5, на сдвигающий вход регистра 8 и на уста- 15 новочный вход схемы 11 сравнения.

Данный импульс проходит на выход

СИ 19 генератора и определяет окончание формирования первой реализации сигнала (сигнальной посылки) и момент начала формирования следующей реализации (сигнальной посылки) сигнала (эпюры 5 и 6). По переднему фронту этого импульса информация в регистре 8 сдвигается на один разряд в сторону старших разрядов, в результате чего логическая " 1" из второго разряда переходит в третий (эпюра 4), информация из первого разряда переходит во второй разряд, а в первыи разряд заносится информация из разряда, который подключен через коммутатор 15 к информационному входу регистра 8. При этом, если во втором разряде регистра 8 оказывается уровень логической " 1" то элементы И 5 и 6 открываются (или остаются открытыми), разрешая поступление на выходы 19 и 20 генератора синхроимпульсов СИ и формируемых сигналов, в про40 тивном случае элементы И 5 и 6 закрываются, запрещая проход СИ и формируемых сигналов на выходы генератора. Период поступления СИ и формируемых сигналов на выходы генератора устанавливается при этом кратным дли45 тельности реализации Т о формируемых сигналов, т.е, Т„= Т 1, где 1 — коэффициент кратности — определяет номер разряда регистра 8, подключаемого через коммутатор 15 к информационному входу этого же регистра.

Таким образом, на выходе счетчика

2 за время формирования отдельной реализации сигнала появляется последовательность из целого числа M = — 2(N/K+1) импульсов переполнения, где N — количество разрядов в регистое 4 и счетчике 2, К вЂ” количество

1 6

ТИС в одной пачке для заданной модулирующей функции формируемого сигнала ..

Формула изобретения

Цифровой генератор, содержащий первый регистр сдвига, первый элемент ИЛИ, генератор опорных тактовых импульсов, блок управления, причем выход сигнала запуска блока управления подключен к входу синхронизации генератора опорных тактовых импульсов и первому входу первого элемента

ИЛИ, выход которого подключен к установочному входу первого регистра сдвига, о т л ы ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения генератора, он содержит счетчик, схему сравнения,-второй регистр сдвига, коммутатор, триггер, формирователь импульса, элемент задержки, два элемента

ИЛИ, четыре элемента И, делитель-формирователь импульсов, причем выход генератора опорных тактовых импульсов подключен к информационному входу делителя-формирователя импульсов, выход тактовых импульсов сдвига которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого подключен к входу управления сдвигом первого регистра сдвига, выход которого подключен к входу параллельного приема информации счетчика и первому входу схемы сравнения, второй вход которой подключен к выходу задания длительности формируемого сигнала блока управления, выход сброса которого подключен к входам установки счетчика, триггера и второго регистра сдвига, выход которого подключен к входу коммутатора, управляющий вход которого подключен к выходу управления коммутацией блока управления, выход управления частотой тактовых импульсов которого подключен к соответствующему входу управления делителя-формирователя импульсов, выход тактовых импульсов которого подключен к счетному входу счетчика, управляющий вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, первый вход которого и первый вход третьего элемента ИЛИ через элемент задержки подключены к выходу сигнала запуска блока управления, выход управления количеством импульсов сдвига которо адью

74

15 гп подключен к соответствующему входу управления делителя-формирователя импульсов, вход управления началом формирования тактовых импульсов сдвис

ra которого, второй вход второго элемента ИЛИ, первый вход второго элемента И и счетный вход триггера подключены к выходу переполнения счетчика, инверсный выход триггера подключен к входу данных триггера и второму входу первого элемента И, выход второго элемента И подключен к второму входу третьего элемента

ИЛИ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, к входу управления сдвигом второго регистра сдвига и входу стробирования схемы сравнения, выход которо»» подключен к второму входу второго лемента И и входу формирователя импуль— са, выход которого подключен к »»т»»рому входу первого элемента ИЛИ, выход коммутатора подключен к информационному входу второго регистра сдвига, нь»ход второго разряда которого подключен к второму входу третьего элемента И и первому входу четвертого элемента И, второй вход которого подключен к прямому выходу триггера, выход четвертого элемента

И подключен к выходу генератора, выход синхронизирующего сигнала которого подключен к выходу третьего элемента И °

1365071

A þ „С ф " д срФиро альм

Кн„7yeg армир лаан л ятямs

Фаф рурк

9 иг. Х

Составитель С.Kypom

Техред Л.Сердюкова

Корректор В.Гирняк

Редактор М.Бланар

Заказ 6611/42

Тираж 704 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4