Цифровой формирователь четырехфазного гармонического колебания

 

Изобретение относится к области радиотехники и может применяться в вычислительной технике. Достигаемый технический результат - устранение нежелательных отклонений фазы генерируемого сигнала. Цифровой формирователь гармонического колебания содержит стабилизированный кварцевый генератор фиксированной частоты, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, фильтр помех, сумматор, счетчик и генератор базового адреса. 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может применяться в вычислительной технике. Известен формирователь фазоманипулированных сигналов, описанный в а.с. 516174, Н 03 С 3/00, содержащий два фазовых манипулятора, два генератора и балансный модулятор. Недостатком этого устройства является необходимость точной настройки перечисленных элементов, необходимость использования дополнительных средств для сопряжения с цифровыми устройствами и ЭВМ.

Известно устройство для воспроизведения функций табличным методом, защищенное а. с. 1153320, G 06 F 1/02. Устройство содержит два блока памяти, дешифратор, регистры, логические элементы. Недостатком является большое количество используемых элементов, а также невозможность генерации манипулированных сигналов, закон манипуляции которых неизвестен заранее.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является генератор сигналов произвольной формы, приведенный в книге Ю.В. Новикова, О.А. Калашникова, С. Э. Гуляева "Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа IBМ PC", М., ЭКОМ, 1998 г., стр.101, принятый за прототип.

Укрупненная структурная схема устройства-прототипа приведена на фиг.1, где обозначено: 1 - стабилизированный кварцевый генератор фиксированной частоты; 2 - цифровой сумматор, А и В - входы для подачи слагаемых; 3 - регистр адреса; С - вход синхронизирующих импульсов; 4 - блок памяти, С - синхронизирующий вход, А - код адреса, D - выход данных; 5 - цифроаналоговый преобразователь; 6 - фильтр помех.

Устройство-прототип содержит последовательно соединенные цифровой сумматор 2, регистр адреса 3, блок памяти 4, цифроаналоговый преобразователь 5 и фильтр помех 6, выход которого является аналоговым выходом устройства. Кроме того, содержит стабилизированный кварцевый генератор фиксированной частоты 1, выход которого соединен со входом С блока памяти 4. При этом выход регистра адреса 3 соединен со входом А цифрового сумматора 2, вход В которого является кодом частоты.

Работает устройство-прототип следующим образом. На вход "Код частоты" подается код коэффициента пропорциональности, который задает частоту дискретизации генерируемого сигнала. По тактовым импульсам от генератора 1 заданный код прибавляется к текущему адресу и записывается в регистр адреса 3. Число, записанное в регистр адреса 3, становится текущим адресом. Содержимое ячейки с текущим адресом выдается на вход цифроаналогового преобразователя 5, откуда, пройдя через фильтр помех 6, появляется на выходе устройства.

Недостатком устройства-прототипа является то, что при генерировании четырехфазного фазоманипулированного колебания с помощью описанного генератора в его блоке памяти необходимо запоминать коды выборок для всей информационной последовательности, манипулирующей фазу, либо перезаписывать блок памяти новыми выборками при каждой смене фазы. В первом случае требуется большое количество элементов памяти, а во втором случае перезапись сопровождается задержкой, что приводит к нежелательным отклонениям фазы генерируемого сигнала.

Для устранения указанного недостатка в устройство, содержащее последовательно соединенные стабилизированный кварцевый генератор фиксированной частоты, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь и фильтр помех, выход которого является аналоговым выходом устройства, а также сумматор, выход которого соединен со входом А блока памяти, введен счетчик и генератор базового адреса. Причем, вход счетчика соединен с выходом стабилизированного кварцевого генератора фиксированной частоты, выход счетчика соединен со входом А сумматора, вход В которого соединен с выходом генератора базового адреса, входы B1 и B2 которого являются входами кода фазы. При этом выход блока памяти является цифровым выходом устройства.

Схема предлагаемого устройства приведена на фиг.2, где обозначено: 1 - стабилизированный кварцевый генератор фиксированной частоты; 2 - счетчик; 3 - генератор базового адреса; 4 - сумматор, А и В - входы кодов слагаемых; С - выход результата суммирования; 5 - блок памяти; С - вход тактовых импульсов; А - адресные входы; D - выходы данных;
6 - цифроаналоговый преобразователь;
7 - фильтр помех.

Предлагаемое устройство содержит последовательно соединенные стабилизированный кварцевый генератор фиксированной частоты 1, счетчик 2, сумматор 4, блок памяти 5, цифроаналоговый преобразователь 6 и фильтр помех 7, выход которого является аналоговым выходом устройства. Кроме того, содержит генератор базового адреса 3, входы B1 и В2 которого являются входами кода фазы, а выход блока 3 соединен со входом кода слагаемых В сумматора 4. При этом выход стабилизированного кварцевого генератора фиксированной частоты 1 соединен со входом тактовых импульсов С блока памяти 5, выход данных D которого является цифровым выходом устройства.

Работает предлагаемое устройство следующим образом. На входы B1 и В2 генератора базового адреса 3 подается код фазы выходного сигнала. На выходе генератора 3 появляется код адреса, задаваемого в соответствии с данными, приведенными в таблице.

Далее базовый адрес поступает на вход В сумматора 4, на вход А которого поступает код со счетчика 2, осуществляющего по тактовым импульсам от генератора 1 формирование смещения адреса памяти относительно базового адреса. В результате суммирования на входе А блока памяти 5 появляется код текущего адреса. В случае возникновения переполнения сумматора разряд переполнения отбрасывается.

На выходе блока памяти 5 появляется содержимое адресуемой ячейки, которое поступает на цифровой выход устройства, а также на вход цифроаналогового преобразователя 6. Аналоговый сигнал с выхода преобразователя 6, пройдя через фильтр помех 7, появляется на аналоговом выходе устройства.

Содержимое ячеек блока памяти 5 вычисляется по формуле:

где k - количество дискрет, на которое разбит период несущей частоты f0; i - адрес ячейки памяти i=0,1...k-1; Na - количество дискрет, на которое разбит диапазон значений, принимаемых выходным сигналом; intО - функция выделения целой части выражения в скобках.

Частота генератора 1 в k раз больше несущей частоты f0. Коэффициент k является степенью двойки, но не менее чем 4.

Количество разрядов n адресного входа А вычисляется по формуле:
n = ББЦ (log2(k)),
где ББЦ - функция определения ближайшего большего целого;
k - количество дискрет, на которое разбит период несушей частоты сигнала от генератора 1.

В блоке намети 5 хранится только один период несущей. Количество требуемых ячеек целиком определяется количеством дискрет k. Переключение фазы генерируемого сигнала осуществляется по первому тактовому импульсу генератора 1 после смены кода фазы на входе блока 3.


Формула изобретения

Цифровой формирователь гармонического колебания, содержащий последовательно соединенные стабилизированный кварцевый генератор фиксированной частоты, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь и фильтр помех, выход которого является аналоговым выходом формирователя, а также сумматор, выход которого соединен с входом А блока памяти, отличающийся тем, что введены счетчик и генератор базового адреса, причем вход счетчика соединен с выходом стабилизированного кварцевого генератора фиксированной частоты, выход счетчика соединен со входом А сумматора, вход В которого соединен с выходом генератора базового адреса, входы В1 и В2 которого являются входами кода фазы, при этом выход блока памяти является цифровым выходом формирователя, а переключение фазы выходного сигнала осуществляется по первому тактовому импульсу стабилизированного кварцевого генератора фиксированной частоты после смены кода фазы на входе генератора базового адреса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к импульсной и измерительной технике и может быть использовано в приборостроении, например в томографии на основе ядерного магнитного резонанса

Изобретение относится к электротехнике и измерительной технике и может быть использовано при метрологическом обслуживании электротехнических устройств трехфазного напряжения и измерителей несимметрии

Изобретение относится к радиотехнике и м.б

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника электрических колебаний

Изобретение относится к радиотехнике и связи

Изобретение относится к устройствам генерирования электрических колебаний, обеспечивающих несколько выходных сигналов, и может быть использовано в устройствах электротехники для формирования двухфазного или трехфазного сигнала задания тока и напряжения электропривода переменного тока, а также к другим областям техники, где необходимо иметь двухфазные либо трехфазные напряжения или токи строго синусоидальной формы, регулируемой частоты с точным 90° или 120° - фазовым сдвигом между ними и возможностью изменения порядка чередования фаз

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для электропитания звуковоспроизводящей аппаратуры

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для генерации гармонических колебаний

Изобретение относится к радиотехнике и связи и может быть использовано при построении управляемых генераторов. Достигаемый технический результат - уменьшение нелинейных искажений и асимметрии выходных сигналов. Управляемый генератор содержит два перемножителя, два интегратора, нелинейный элемент и сумматор, при этом выход первого интегратора соединен с первым входом второго перемножителя, входом нелинейного элемента и первым выходом управляемого генератора, выход второго интегратора соединен со вторым выходом управляемого генератора и вторым входом сумматора, к выходу которого подключен первый вход первого перемножителя, второй вход которого соединен с управляющей шиной управляемого генератора и вторым входом второго перемножителя, причем выходы первого и второго перемножителей соединены, соответственно, с входами первого и второго интеграторов, а также блок управления, первый и второй входы которого соединены, соответственно, с первым и вторым выходами управляемого генератора, третий вход блока управления соединен с шиной опорного напряжения, а четвертый вход подключен к выходу нелинейного элемента, при этом выход блока управления соединен с первым входом сумматора. 2 з.п. ф-лы, 11 ил., 2 табл.

Изобретение относится к радиотехнике и связи и может быть использовано в аппаратуре связи, измерительной и вычислительной технике для формирования квадратурных гармонических сигналов нескольких частот и сигналов различной формы одинаковой частоты. Достигаемый технический результат - обеспечение работоспособности при изменении в широких пределах амплитуды квадратурных сигналов. Функциональный генератор содержит источник квадратурных сигналов, первый и второй вычислители модулей, первый и второй квадраторы, сумматор, формирователь биполярных сигналов прямоугольной формы, первый и второй вычитатели, вычислитель амплитуды и делитель. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и связи и может быть использовано в аппаратуре связи, измерительной и вычислительной технике для формирования квадратурных гармонических сигналов нескольких частот и сигналов различной формы одинаковой частоты. Достигаемый технический результат - расширение функциональных возможностей и сохранение высокой линейности сигнала треугольной формы при изменении амплитуды квадратурных гармонических сигналов в широких пределах. Функциональный генератор содержит схему сравнения, перемножитель, первый сумматор, первый и второй управляемые интеграторы, инвертор, релейный элемент, первый и второй квадраторы, второй сумматор, вычислитель квадратного корня, формирователь сигнала треугольной формы. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электронным схемам и может быть использовано для генерирования множества смещенных по фазе импульсов с управляемой частотой в системах синхронизации и преобразования сигналов. Достигаемый технический результат: расширение диапазона электронной перестройки частоты генерируемых импульсов. Управляемый кольцевой генератор импульсов содержит замкнутую цепь из нечетного количества инвертирующих каскадов, каждый из которых имеет присоединенный к выходу предшествующего каскада первый сигнальный вход для образования основного контура обратной связи и второй сигнальный вход, общее количество каскадов выбирается кратным трем, при этом каждый i-ый каскад выполняется в виде управляемого элемента фазовой интерполяции, у которого второй сигнальный вход подключен к выходу (i-3)-го каскада, входы управления всех элементов фазовой интерполяции соединены с общим зажимом управляющего напряжения. 2 з.п. ф-лы. 3 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и связи и может быть использовано при построении управляемых генераторов. Техническим результатом является повышение спектральной чистоты формируемых квадратурных гармонических сигналов. Устройство содержит два умножителя, два интегратора, два квадратора, два сумматора, инвертор, два делителя, блок извлечения квадратного корня, компаратор, источник опорного напряжения. 3 ил.
Наверх