Цифровой генератор периодической функции

 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для генерации кодов цифровых значений периодической функции в дискретные равноотстоящие моменты времени, может быть использовано, для снятия амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и проверки работы цифровых фильтров с двумя квадратурными каналами . Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет формирования периодической последовательности по двум каналам. Генератор содержит узел 1 синхронизации, регистр 2, счетчики 3 и 4, распределитель 5 импульсов, первый шифратор 6, элемент ИЛИ 7, триггер 8, второй шифратор 9, коммутаторы 10-12, первый умножитель 13, сумматор 14, блок 15 памяти, второй 16, третий.17 умножители, узел 18 блокировки, вход 19 номера гармоники , вход 20 коэффициента поправки, входы 21 и 22 задания амплитуды, вход 23 запуска, вход 24 сброса, вход 25 записи коэффициента поправки, входы 26 и 27 задания режима работы, такто-G вьй вход 28 информационный выход 29, выход 30 импульсов сопровождения ин- /Л формации генератора. Коммутатор 12 содержит элемент ИЛИ 31, элемент НЕ 32, группу элементов 2И-ИЛИ 33 с соответствующими связями. 3 ил.

„„Я0„„1432491

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИ! !

А1 (я) 4 G 06 F 1/02

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ .ССС Р

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ВД (; а i н у

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !ц,,„,„„g

ИБЛИОТЕКЛ (21) 4215150/24-24 (22) 25.03,87 (46) 23,10,88. Бюл. И 39 (72) Е.Я .Ваврук и В.N.Ðàâñêèé (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1043615э кл. G 06 F 1/02в 1982 °

Авторское свидетельство СССР

У 1275412, кл. G 06 F 1/02, 1985, (прототип). (54) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР ПЕРИОДИЧЕС-

КОЙ ФУНКЦИИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для генерации кодов цифровых значений периодической функции в дискретные равноотстоящие моменты времени, может быть использовано для снятия амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и проверки работы цифровых фильтров с двумя квадратурными каналами. Цель изобретения — расширение класса решаемых задач за счет формирования периодической последовательности по двум каналам. Генератор содержит узел 1 синхронизации, регистр

2, счетчики 3 и 4, распределитель 5 импульсов, первый шифратор б, элемент

ИЛИ 7, триггер 8, второй шифратор 9, коммутаторы 10-12, первый умножитель !

3, сумматор !4, блок 15 памяти, второй 16, третий 17 умножители, узел

18 блокировки, вход 19 номера гармоники, вход 20 коэффициента поправки, входы 21 и 22 задания амплитуды, вход

23 запуска, вход 24 сброса, вход 25 записи коэффициента поправки, входы

26 и 27 задания режима работы, такто-а вый вход 28 информационный выход 29, выход 30 импульсов сопровождения информации генератора. Коммутатор 12 содержит элемент ИЛИ 31, элемент НЕ

32, группу элементов 2И-ИЛИ 33 с соответствующими связями. 3 ил, !

43249!

Изобретение относи-,ся к вычислительной технике, предназначена для генерации кодов цифровых значений периодической функции в дискретные равноотстоящие моменты времени, может быть использовано для снятия амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и проверки работы цифровых фильтров с 1 с двумя квадратурными каналами.

Цель изобретения — расширение класI са рещаемых задач генератора за счет формирования периодической последовательности по двум каналам.

На фиг, 1 приведена функциональная схема предлагаемого генератора; на фиг. 2 — временная диаграмма работы; на фиг. 3 — функциональная схема третьего коммутатора, пример.

Генератор содерж т узел 1 синхронизации, регистр 2, счетчики 3 и 4, распределитель 5 импульсов, первый шифратор 6, элемент ИЛИ 7, триггер 8, второй шифратор 9, коммутаторы 10-12, первый умножитель 13« сумматор 14« 25 блок 15 памяти, второй 16 и третий

17 умножители, узел 18 блокировки, входы номера гармоники 19, каэффици— ента поправки 20, задания амплитуды

2! и 22,запуска 23, сброса 24, записи коэффициента поправки 25, задания режима работы 26 и 27, тактовый вход

28 информационный выход 29, выход

Э

30 импульсов сопровождения информации генератора.

Коммутатор 12 содержит элемент ИЛИ

31, элемент HE 32, группу элементов

2«2И-ИЛИ 33.

Генератор работает в трех режимах: режиме генерирования синусаидальной функции любой гармоники; режиме генерирования синусоидальнай функции в диапазоне двух соседних гармоник (режим снятия АЧХ цифрового фильтра);. режиме генерирования периодических функций для проверки работы цифрового фильтра при рассогласовании двух каналов.

Густь необходимо сгенерировать синусоидальную функцию y=sin Ц. При этом

2П х-е значение функции y=sin --i, где а=0 — (М-1); 1««=2 . В блок 15 памяти записывают значение функции sin q>за период Т„ Объем блока памяти 15 (2

П« 55

«2 ) слов, r pe 2 — количество периодов функции эа время Т (для синусоидальной функции - количество гармоник); 2 — количество коэффициентов поправки (для синусаидальной функции— количество проверяемых частотных значений между ".,, и и, гармониками), 0 «< n < 2 — 1; 0 < ф < 2 — l .

Ф 8

Младшие разряды адреса блока 15 памяти формируются из суммы апресов, сформированных на умножителях 13 и !

7, При этом на умножителе !3 форми(7 руется i «n "2 „на умнамлтеле 17

Э

Ф,, на умножителе 16 — (А., Ю sing, 1 где А — значения амплитуд на соответствующих входах генератора. При необходимости одновременно формировать и другую функцию, например,=сosq, ее значение записывается в другуи (старшую) область памяти блока 15. Переключение областей памяти осуществляет шифратор 6. Для определения правильной работы цифрового фильтра и нахождения максимального значения необходимо н» его входы во вре,т мя поступления,.< P 1<(i) подавать функции у=со:-,q, во время поступления (,".<.(i) -sing. Максимальное значение 1,, будет при настройке фильтра и генерировании генератором функций одинаковой гармоники с одинаковыми фазами.

Режим 1. Генерирование синусоидальной функции любой гармоники (например, п=0-31, Ф =0-7, .1=32) .

По сигналу начальной усIBHoBKH все входы счетчика 3 устанавливаются в единичное состояние, После этого на вход 24 подается сигнал нулевого уровня, устанавливающий и поддерживающий счетчик 4 в нулевом состоянии, вход

26 устанавливается в нулевое состояние и коммутатор 11 открыт по вторым входам, на вход 27 подается сигнал единичного уровня, открывающий коммутатор 12 по первым входам. По сигналу на входе 23 начинается работа узла 1 синхронизациы, На его первом выходе формируется импульс (фиг. ?ж), по которому происходит запись номера гармоники в регистр 2 (например, "1").

Бремя между двумя соседними импульсами — Т. На втором выхоце узла синхронизации формируются импульсы (фиг, 2а), по которым счетчик 3 переключается в следующее положение (по первому импульсу в 1!1!1, -1 =ООООО., .

На выходе умнажителя !7 в этом режиме нулевая информация, на выходе умножителя 13 — !»0=0, на выходе сум!

4324

3 матора 14 — "0". Сигнал на втором выходе узла 1 синхронизации является сигналом запуска распределителя 5 импульсов. После поступления импуль- сов по входу 28 (фиг. 2б) на вход распределителя 5 импульсов на его выходах формируются сигналы (фиг.2в, r, д, е), которые поступают на входы шифратора 6. При этом во время наличия сигнала на первом вь|ходe распределителя 5 импульсов формируется сигнал Ве Б,(1) ; на втором — ?„, Б,,3.) ! на третьем — К . (i) j на четвертом — I !, (i),,. Йа выходе шифратора

6 формируется единичный или нулевой потенциал, разрешающий считывание информации sin g u cos q из блока 15 памяти, При нулевой информации на выходе сумматора 14 в указанном приме-, ре значение y =sin y. считывается из

E нулевого адреса, а значение у.=cos g.

"i из 256 адреса (31 8) . На входы 21 и

22 в этом режиме поступает одинаковое значение амплитуды, которое вне зависимости от состояния управляющего входа коммутатора 10 поступает на его выход и вход второго соьс.ожителя умножителя 16. На выходе 30 формируются значения @sin ц и icos p в соот-! ветствующие моменты времени i,À=4 =

=А л) °

Устройство приема информации (цифровой фильтр, не показан) может при1 нимать всю информацию (два значения

sing и два значения со." или выде лять отдельно sin q ccsg. Сигналы опробирования приема информации (импульсы сопровожден ..я, выход 30) поступают также на устройство приема 4О информации, где и подстраиваются под время поступления информации.

Так как аппаратурная реализация (применяемые схемы) устройства приема информации может быть разной, необ- 4> ходимо разное время подстройки импульсов сопровождения информации под время поступления самой информации. По— этой причине схема задержки сигнала на элементах 6, 15 и !6 с выхода распределителя 5 на фиг. 1 не приведена.

При поступлении следующего импульса на вход счетчика 3 он переключается в положение с Сг 3 )+1, т,е, "1", На выходе умно:ителя 3 — "8" (=1, n.=

=1, 2 =8i, т„е. значение sin g считыP вается из восьмого адреса блока 15, а значение "-,;- g из адреса 264 и т.д.

Т,е. значение ":-= .. ц считывается из

9! 4 адресов 0,8; 16; 24,...,248 (8 «31), а значение cos g — нз адресов 256+(0,8;

24, ° °, < 248) .

При поступлении на вход 19 значения второй гармоники на выход 29 поступают значения двух периодов синусоидальной функции, т.е. информация иэ блока 15 считывается по адресам

0,16,32,48,...,240,8,24,40.. . 248 для функции э1п и 256 — (0,16,..., 240,8,24...,,248) для функции cosg.

Режим 2. Генерирование синусоидальной функции в диапазоне двух соседних гармоник (режим снятия АЧХ цифрового фильтра).

По сигналу начальной установки все выходы счетчика 3 устанавливаются в единичное состояние, вход 26 устанавливается в нулевое состояние, открывающее коммутатор 11 по вторым входам; на вход 24 поступает сигнал единичного уровня, на вход 25 — сигнал, по которому значение Ф записывается в счетчик 4 (например, "1").lla вход 27 подается сигнал единичного уровня, открывающий коммутатор 12 по первым входам. По сигналу на входе 23 начинается работа блока 1 синхронизации.

После поступления первого импульса на вход счетчика 3 на выходе умножителя 17 — "()", после второro — "1", третьего — "2" и т.д, Тогда при первой гармонике на входе 19 и на выходе сумматора 14 формируются значения

0,9,18,..., при второй — 0,17,34. и т.д. В зависимости от состояния выходов шифратора 6 иэ блока 15 памяти считываются значения "-in g u

c"..:г4 . После выдачи значений функций в;п. р(соэц) по всем отсчетам эа время

Т следующий импульс с первого выхода блока l синхронизации устанавливает счетчик 4 в состояние ф+1 (1+1=2), т,е, на выходе сумматора 14 формируются адреса 0,10,20 (для первой гармоники). Счетчик 3 ведет счет до

2 -1 (HavreM cn e -31), Раэрядь ность счетчика 4 в общем случае может быть любой в зависимости от количества гармоник, по которым проверяется настройка цифрового фильтра на некоторую гармонику (данные для проверки АЧХ цифрового фильтра).На входы 21 и 22 в этом режиме поступают одинаковые значения амплитуд.

Режим 3. Генерирование периодических функций для проверки работы циф1432491

6 ла). При поступлении следун1щего импульса (фиг. 2з) на триггер 8 с первого выхода блока 1 синхронизации происходит переключение триггера 8 в противоположное состояние (фиг. 2и). В этом случае на выходе коммутатора 10 происходит изменение порядка выдачи амплитуд А, и A 2 для каналов. Такой принцип дает возможность поочередно одавать на входы цифрового фильтра зменяющиеся амплитуды для квадратурных каналов, т.е. осуществляет переключение каналов и тем самь1м вычисет разбалансировку между каналами в цифровых фильтрах или в рабочем реме системь1, куда входит цифровой фильтр, определить разбалансировку выходов приемника, В первом подрежиме на входы 21 и

22 подаются разные значения амплиту- и ды (А, и A,). На вход 26 подается

2) сигнал уровня логической единицы, открывающий коммутатор 11 по первым 15 ля входам, на вход 27 поступает сигнал

11 II уровня логического нуля, передающии жи управление коммутатором 12 сигналу с выхода шифратора 9, При поступлении с выхода шифратора 9 сигнала улевогп уровня на вход элемента И11И 31 на его выходе 10 1, на входе элемента НЕ

32 — "1", и коммутатор 12 открыт по вторым входам. При поступлении с выхода шифратора 9 сигнала единичного 25 уровня коммутатор 12 открыт по первым входам, На вход 24 подается сигH;lJ1 нулевого уровня, уста11авливаюший счетчик 4 в нулевое состояние. На синхронизирующий вход счетчика 4 с выхода элемента 18 поступает сигнал нулевого уровня, на вход 25 подается сигнал нулевого уровня, запрещающий параллельную запись информации с входа 20 в счетчик 4, т.е. последний на35 ходится в нулевом состоянии. Триггер

8 работает в счетном режиме: по сигналу начальной установки он устанавливается в нулевое состояние (сигнал установки на фиг. 1 не показан).На 4О фиг, 2и pоказаны импульсы на входе триггера 8„ на фиr, 2к — сигналы на его выходе„ Аналогично происходят запись номера гармоники в триггер 2 и формирование сигналов на выходе распределителя 5 импульсов и шифратора

6, Так как на выходе коммутатора 11

"1", на выходе умножителя 13 — содержимое входа 19, на выходе умножителя 17 — "0", на выходе сумматора 14 содержимое входа 19. Из блока

15 памяти информация считывается постоянному адресу для функций cos ц

2Йп1, 211п;, и sin q (сов ----, sin --,-- ) при

55 а на умножителя 1 6 происходит умножение считанных результатов из блока 15 памяти на значение соответствующих амплитуд

А и А (в зависимости от номера кана1

° 2

2 11 Ц,! 22 ся, рового фильтра при рассогласовании двух каналов.

Режим 3 состоит из двух подрежимов: генерирование рассогласованных по амплитуде функций для двух каналов; генерирование рассогласованных по фазе функций для двух каналов (при равных или разных амплитудах).

Известно, что модуль комплексного л числа равен r=)x + 2. Тогда значение на выходе первого канала на выходе в торо го

",= 4 1,1, !" .11,11,), в зависимости от состояния триггера 8

При правильной работе фильтра должно выполняться соотношение

= 11„ -П q, прц неправильной работе фильтра это соотношение не выполняет.Во втором подрежиме на вход 26 подается сигнал уровня логического нуля, на вход 27 - сигнал уровня логического нуля, запрещающий прохождение синхросигнала с первого выхода узла

1 синхронизации на синхронизирующий вход счетчика 4, Аналоги но происходят запись номера гармоники в регистр

2 и запись коэффициента поправки в советчик 4, В этом режиме коэффициент

t поправки является величиной рассогласования по фазе между первь:м и вторым

1432491

35 каналами, Амплитуда на входах .21 и

22 может быть равной или разной (для проверки фильтра только на реакцию при рассогласовании фаз между канала5 ми А<=А ). Аналогично происходит формирование сигналов, показанных на фиг. 2а, 6, в, r, д, е, ж, з, и, к, на выходе умножителя 13 происходит умножение номера гармоники на номер 10 отсчета. Иифратор 9, управляя работой коммутатора 12, поочередно выдает на его выход содержимое первого или второго (он подсоединен к уровню логического нуля) входа, т.е. на выходе 15 умножителя 17 поочередно формируются значения ф,. ° i и Ихi. .Эти значения поступают на входы суммирования сумматора 14 и с блоков памяти с <итываются поочередно значения cos(t/ .+0) 20

sin(q,+0) для первого канала и co.=,lq +

<1 <

+< ) Б1п(ц + Lf „.) для HTopoI"о канала которые умножаются на значение амплитуды на умножителе 16 (g =r»i

Ъ

4г ф ).

Ири переключении триггера 8 в противоположное состояние меняется фаза первого и второго каналов. Такая частотная последовательность дает воз- 30 можность проверить реакцию квадратурных каналов цифрового фильтра или по результатам проверки цифрового фильтра определить расстройку >аэ каналов приемника.

Формула и з о б р е т е и и я

Цифровой генератор периодической функции, содержащий два счетчика, три 40 умножителя, сумматор, узел синхронизации, регистр, блок памяти, причем вход номера гармоники генератора подключен к информационному входу регистра, выход которого подключен к пер†45 ному входу первого умножителя, вход синхронизации регистра подключен к первому выходу узла синхронизации, второй выход которого подключен к счетному входу первого счетчика, информационный выход генератора подключен к выходу второго умножителя, первый вход которого подключен к выходу блока памяти, младшие (n-1) разряды адресного входа которого подключены к выходу сумматора, первый вход которого подключен к выходу первого умножителя, второй вход сумматора подключен к выходу третьего умножителя, первый вход которого подключен к выходу первого счетчика, входы коэффициента поправки, сброса и записи генератора подключены соответственно к информационному входу сброса и входу записи коэффициента поправки второго счетчика, нход запуска генератора подключен к входу пуска узла синхронизации, отличающийся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач генератора за счет формирования периодической последовательности по двум каналам, в него введены распределитель импульсов, два шифратора, три коммутатора, элемент

И:1И, узел блокировки и триггер, причем первый выход узла синхронизации подключен к первому входу узла блокировки и нходу триггера, тактовый вход генератора подключен к тактовому входу распределителя импульсов, управляющий вход которого подключен к второму выходу узла синхронизации, выходы распределителя импульсов подключены к выходу импульсов сопровождения генератора и входу первого шифратора, выход которого подключен к входу старшего разряда адресного входа блока памяти, первый вход задания режима генератора подключен к управляющему входу первого коммутатора, первый информационный вход которого подключен к выходу первого счетчика, младшие разряды нторого информационного входа первого коммутатора подключены к входу логической единицы генератора, а старшие разряды — к нходу логического нуля генератора, выход первого коммутатора подключен к второму входу первого умножителя, второй вход задания режима генератора подключен к первому управляющему входу второго коммутатора и второму входу узла блокировки, выход которого подключен к входу синхронизации второго счетчика, выход которого подключен к первому информационному входу второго коммутатора, второй информационный вход которого подключен к входу логического нуля, выход триггера подключен к первому входу второго шифратора, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к первому и второму выходам узла распределения импульсов, выход второго коммутатора подключен к второму входу третьего умно>тителя, второй вход второго умноj 432491 еббр/с ) 2ipy Фр ) жителя подключен к выходу третьего коммутатора, первый и второй информационные входы которого подключены к первому и второму входам задания амплитуды генератора, выход второго шифратора подключен к управляющему входу третьего коммутатора и второму управляющему входу второго коммутатора.

1432491

27

Составитель С.Еурош

Редактор И.Горная Техред М.Дидык Корректор М ° Васильева

Заказ 5440/40 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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