Устройство для формирования сигналов

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для генерации сигналов с высокой точностью. Целью изобретения является повышение точности отработки заданных спектральных характеристик сигнала. Устройство содержит блок 1 задания кодов частоты, накапливающий сумматор 2, элемент 3 И, шифратор 4, сумматор 5, блок 6 вычисления корректирующего кода, управляемый элемент 7 задержки , делитель 8, генератор 9 случайных чисел, коммутатор 10, делитель 11 частоты. 6 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s G 06 F 15/31, 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

6ЖГОЯ -i V;

45 ;87 )M - ТБ ХИ Е,Ì

ЬКБ .ИОТЕ+.А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4702665/24 (22) 07.06.89 (46) 23.05.91. Бюл. 1ч19 (71) Московский институт связи (72) В.Н.Кочемасов, В.П.Будишов и А.Н.Фадеев (53) 681.3 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 862134, кл. G 06 F 1/02, 1979.

Патент США М 4410954, кл, Н 03

К 13/22, опублик, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

СИГНАЛОВ... Ж„„1651294 А1 (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для генерации сигналов с высокой точностью, Целью изобретения является повышение точности отработки заданных спектральных характеристик сигнала. Устройство содержит блок 1 задания кодов частоты, накапливающий сумматор 2, элемент 3 И, шифратор

4, сумматор 5, блок 6 вычисления корректирующего кода, управляемый элемент 7 задержки, делитель 8, генератор 9 случайных чисел, коммутатор 10, делитель 11 частоты.

6 ил., 2 табл.

1651294

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для генерации сигналов с высокой точностью.

Целью изобретения является повышение точности отработки заданных спектральных характеристик сигнала.

На фиг,1 изображена функциональная схема устройства; на фиг.2 и 3 — диаграммы, поясняющие принцип работы устройства; на фиг.4 —; на фиг.5— схема блока вычисления корректирующего кода; на фиг,6 — примеры реализуемых спектров сигналов.

Устройство содержит блок 1 задания кодов частоты, накапливающий сумматор 2, элемент И 3, шифратор 4, сумматор 5, блок

6 вычисления корректирующего кода, управляемый элемент 7 задержки, делитель 8, генератор 9 случайных чисел, коммутатор 10 и делитель 11 частоты, Шифратор 4 содержит элементы И 12 и

13, элемент ИЛИ 14 и элемент И 15.

Блок вычисления корректирующего кода содержит умножитель 16 и мультиплексор 17.

Устройство работает следующим образом.

В блоке 1 формируется r-разрядный двоичный код Kfc синтезируемой частоты

fc = fgxf /ngM, где пц 2 — коэффициент деления делителя 11; M =- 2", 1т — тактовая частота, Цифровой синтез сигналов основан на вычислении кодов фазы К р (i) сумматора

2 в дискретные моменты времени ti = 1.Т, где

1 - 0,1,2...„ Т = 1/fy — длительность тактового интервала. В моменты переполнения сумматора 2 на его выходе переполнения возникают импульсы, которые после прохождения через делитель 11 преобразуются в квазимеандр с частотой следования

fc. В общем случае, когда отношение M/Kf, не является целым числом, временные ошибки положения фронтов сформированного квазимеандра относительно фронтов идеального меандра могут достигать длительности тактового интервала Т, а фазовые ошибки — 180".

Фаэовые ошибки приводят к возникновению нежелательных дискретных побочных составляющих высокого уровня. Для их уменьшения применяется компенсация фазовых ошибок с помощью управляемого элемента 7 задержки с разрешающей способностью го = Т/2, где L — число управляL ющих входов, и вводится случайный джиттерс помощью генератора 9случайных чисел. Этот процесс поясняется временными диаграммами, представленными нэ фиг.2.

Если нэ тактовый вход сумматора 2 подается тактовый сигнал (фиг.2а), à íà его входы — код частоты К, (в примере М/К

=-8/3), то код фазы К p (I) изменяется по ступенчатому закону (фиг.2б). В моменты переполнения сумматора 2 на его выходе переполнения возникают импульсы (фиг.2в), временное положение которых в общем случае отличается от положения фронтов эквивалентной последовательности импульсов с периодом, равным полупериоду синтезируемого колебания Т /2 =

=-ngM/2Kf,fò(ôèã.2г). Неравномерность формируемых импульсов переполнения эквивалентна наличию паразитной фазовой модуляции, которая приводит к появлению в спектре сигнала побочных дискретных составляющих.

Для повышения диапазона синтезируемых частот импульсы переполнения стробируются сигналом эталонного генератора и с выхода элемента И 3 поступают нэ вход управляемого элемента 7 задержки, который задерживает входной сигнал на величину r = T.2 (1-К@К - Kj /Kfc — код

))( задержки, вычисляемый в делителе 8; Kp— значение кода фазы в моменты переполнения сумматора 2, Для дополнительного уменьшения спектральной плотности дискретных побочных составляющих вводится случайный джиттер (дрожание) импульсов, поступающих на вход делителя 11. Генератор 9, тактируемый импульсами переполнения сумматора 2, вырабатывает последовательность случайных чисел К« (фиг.2д). Эта последовательность поступает на вход блока 6 и нормируется в соответстI вии со следующим алгоритмом: K« =

= К сл. Kfc, 2

В зависимости от значения кода частоты Кг, в шифраторе 4 вырабатываются управляющие сигналы для блока 6, которые обеспечивают необходимую нормировку случайных чисел, такую что ошибки в вычислении кода задержки Kt не превышают весового значения младшего разряда (фиг.2е, утолщенная линия означает случайное значение (К т j, Если сумматор 5 переполняется (код Кс > 2+m), то это свидетельствует о том, что стробированный импульс переполнения должен поступать на вход делителя 11 оез задержки, Для обеспечения такого режима служит коммутатор

10, Таким образом осуществляется выравнивание стробированных импульсов переполнения при одновременном введении фазового джиттера (фиг.2ж), После прохождения этих импульсов через делитель 11 с

1651294 коэффициентом деления ng формируется квазимеандр (фиг.2з, пя = 2), При этом фазовые ошибки, соответствующие фронтам, декоррелируются.

Поскольку код задержки Кт вычисляет- 5 ся по формуле Кт = К /Кгс, то после добавления случайных чисел он изменяется, Кр+ Ксл Кг, 2

К вЂ” — Кт + К,./2" сл l0

Деление кода Ксл на число 2L соответствует сдвигу всех его разрядов на 1 в сторону младшего разряда (фиг.3).

В большинстве случаев такая нормировка кода Ксл является оптимальной, однако при некоторых значениях кода частоты

Кгс она должна быть скорректирована. Например, если код частоты Кгс равен

1000... или 01000..., или 001000..., то на выходе переполнения сумматора 2 формируется эквидистантная последовательность импульсов. При этом на выходе синтезатора формируется меандр, в спектре которого отсутствуют негармонические составляющие.

B этом случае нет необходимости вводить в выходной сигнал случайный джиттер, поскольку спектральные характеристики при этом только ухудшаются.

Если структура кода частоты Кгс такова, что от нуля отличны только его старшие L разрядов (например, 110101 0000...) то дев

L r L

I бэвление случайного кода Ксл к младшим r-L 35 разрядам кода фазы Кр не дает случайного изменения младшего 1=го разряда кода задержки Кт, а следовательно, не вносит в синтезируемую двухуровневую последова- 40 тельность случайный джиттер, необходимый для разрушения регулярной структуры

- побочных спектральных составляющих Для введения случайного джиттера в этом слу-. чае необхсдимо изменить нормировку слу- 45 дв чайного кода Ксл на входе сумматора 5, 1 например, следующим образом: Кг = К1.- +

+ Ксл! . т.е, увеличить Ксл в два раза. При и

% этом старший разряд кода Ксл случайным образом влияет на младший разряд кода задержки Кг, что приводит к разрушению регулярной структуры фазовых ошибок.

Обработка кодов частоты Кгс и случайных кодов Ксл производится в шифраторе 4 и блоке 6. В зависимости от кода частоты

Кгс выходные сигналы У1 и У шифратора 4 принимают логические состояния в соответствии с табл.1.

В умножителе 16 происходит умножение кодов частоты Кг, и случайных кодов Ксл с выхода генератора 9 случайных чисел. Выходной код умножителя 16 поступает на входы мультиплексора 17 непосредственно и со сдвигом на один разряд в сторону младших разрядов. В зависимости от состояния управляющих сигналов У1 (строб-сигнал) и

У2 на выходе мультиплексора 17 формируется код (табл.2).

В соответствии с предлагаемым техническим решением в зависимости от значений кода частоты Кгс на выходе делителя 8 з(с формируется оптимальный код Кг управления со случайным изменением его младшего разряда, что обуславливает введение случайного джиттера в формируемую двухуровневую последовательность и улучшение спектральной чистоты. Это иллюстрируется спектрами квазимеандров без джиттера (фиг.ба) и со случайным джиттером (фиг.бб).

Формула изобретения

Устройство для формирования сигналов, содержащее накапливающий сумматор, генератор случайных чисел, сумматор и делитель частоты, причем синхровходнэкапливающего сумматора подключен к синхровходу устройства, вход задания кодов частоты устройства подключен к информационному входу накапливающего сумматора, выход которого подключен к первому информационному входу сумматора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности отработки заданных спектральных характеристик сигнала, в него введены элемент И. управляемый элемент задержки, коммутатор, делитель, шифратор и блок вычисления корректирующего кода, причем вход задания кодов частоты устройства подключен к входу делимого делителя, входу шифратора и первому информационному входу блока вычисления корректирирующего кода, второй информационный вход, вход управления сдвигом результата и выход которого подключены соответственно к выходу генератора случайных чисел, выходу шифратора и второму информационному входу сумматора, выход которого подключен к входу делимого делителя, выход которого подключен к управляющему входу управляемого элемента задержки, синхровход устройства подключен к первому входу элемента И, выход которого подключен к первому информационному входу коммутатора и через управляемый элемент задержки к второму информационному входу

1651294 тора, выход переполнения накапливающего сумматора подключен к второму входу элемента И и синхровходу генератора случайных чисел. коммутатора, выход которого через делитель частоты подключен к выходу устройства, выход переполнения сумматора подключен к управляющему входу коммутаТаблица 1

У2

У>

Табл ица 2. 1

Значение кода частоты Кг, (1000....,) — { 00001000...., ) 1111110000,...

П извольный: 101101011110....

0

1

1651294 разряооЮ

2-L-m аазраМ

1651294

Составитель М, Силин

Техред М.Моргентал Корректор М. Самборская

Редактор H. Рогулич

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 1607 Тираж 421 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раувская наб., 4/5