Цифровой генератор синусно-косинусных функций

 

39985l

О11ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 26.1Ч.1971 (№ 1651582/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 03.Х.1973. Бюллетень № 39

Дата олубликования описания 11.11.1974

M. Кл. G 061 1/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий

УДК 681.142.07 (088.8) Авторы изобретения

А. И. Степашкин и Л. А. Эмих

Рязанский радиотехнический институт

Заявитель

ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР СИНУСНО-КОСИНУСНЫХ ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к области аппаратурного анализа характеристик случайных процессов и может быть использовано в цифровых спектральных анализаторах параллельного действия.

Известны цифровые устройства, которые выдают дискретные значения синусных функций, но такие устройства приемлемы лишь для анализатора последовательного действия.

При параллельном анализе необходимо иметь одновременно дискретные значения синусных функций ряда частот, определяемого количеством параллельно обрабатываемых частотных полос.

Известен цифровой генератор, который за период квантования вырабатывает дискретные значения синусных функций для ряда частот, кратных основной частоте, содержащий ключи набора, вентили перезаписи, накапливающий сумматор, счетчик числа периодов квантования, вентили суммирования, регистр памяти, вентили перезаписи числа из сумматора в регистр памяти и из регистра в сумматор соответственно, устройство умножения.

Однако такие генераторы при использовании нх в анализаторах спектра:параллельного действия отличаются сложностью схемы и отсутствием выдачи дискретных значений косинусных функций одновременно с дискретными значениями синусных функций.

Цель изобретения — упрощение схемы генератора с обеспечением одновременной выдачи дискретных значений синусных и косннусных функций ряда частот, кратных основ5 ной частоте генератора. Для осуществления этой цели в устройстве применен десятиразрядный накапливающий сумматор со сдвигом влево кода обрабатываемого числа, его параллельные входы подключены через вентили

10 суммирования к прямым выходам регистра памяти, входы регистра памяти — к параллельных выходам счетчика, выходы сумматора соединены с входами регистра памяти, обратные выходы регистра памяти управляют

15 через вентили опроса воздействием прямых выходов регистра на сумматор; в старший числовой разряд сумматора циклически додавляется единица и осуществляется необходимое инвертирование знакового разряда. Зна20 чение дискрет сннусных и косинусных функций снимается параллельным кодом с числовых разрядов сумматора н знакового разряда регистра:памяти. При этом генератор позволяет получить одновременно, т. е. за период

25 квантования Т, дискретные значения синусных функций 512 частот, кратных основной частоте генератора о0, и такое же количество дискрет косинусных функций тех же частот, которые вычисляются последовательно друг

30 за другом в периоде квантования.

399851 (2) 50

Методическая приведенная погрешность вычисления сннусно-косинусных функций не превышает 40»о.

На чертеже представлена структурная схема генератора.

Генератор состоит из накапливающего сумматора 1, вентилей суммирования 2, вентилей опроса множителя 3, регистра памяти 4, счетчика числа периодов квантования 5.

Генератор реализует алгоритм: (— 1) тп (>И вЂ” тп) — А sin тш,п, (1) (— 1)" (та+ — ) (М вЂ” (та+

=- А cosma> n, тп = mn — khf, (3) где и = О, 1,2,... — текущий номер вырабатываемой дискреты; о» вЂ” — а>Т вЂ” приведенная частота;

Т вЂ” период квантования;

М вЂ” емкость числовой девятиразрядной линейки сумматора;

m = 1, 2,... 512 — номер частоты вырабатываемой синусно-косинусной функции;

Л вЂ” масштабный коэффициент;

k — целая часть отношения

mn для выражения (1)

М

М

mn -+— и

2 — выражеМ ния (2).

Дл я образования знака синусно-косинусных функций в схеме блоков генератора предусмотрен десятый разряд.

Генератор работает следующим образом.

Содержимое счетчика в течение периода квантования 512 раз вводится предварительно в регистр памяти 4 импульсами 6, а затем в накапливающий сумматор 1 импульсами суммирования 7, в результате чего в сумматоре последовательно будут образовываться величины mn (т=1, 2, ... 512). Для образования выходного результата промежуточные суммы

mn из сумматора вводятся в регистр памяти, с прямых выходов которого будет сниматься множимое mn, а с обратных выходов — множитель (М вЂ” mn) . Умножение выполняется старшими разрядами вперед на н акапливающем сумматоре 1, в котором предусмотрена операция сдвига импульсами 8. Опрос разрядов множителя осуществл яется последовательно с помощью вентилей 3 импульсами 9 — 17.

Соответствующее добавление множимого производится с прямых выходов регистра памя5

45 ти через вентили суммирования 2, Перед началом каждого умножения сумматор обнуляется импульсами 18. Состояние знакового разряда для каждого произведения определяется количеством импульсов переполнения сумматора при образовании в нем величины т>г.

С учетом знака с выходов сумматора импульсами будут выдаваться дискретные значения синусных функций частот то».

Вычисление дискретного значения косинусной функции частоты mes» производится вслед за вычислением дискретного значения синусной функции той же частоты, для чего множимое mn из регистра памяти вводится в обнуленный сумматор и увеличивается на велиM чину — добавлением единицы в старший чисг ловой разряд импульсами 19. Новое множиМ, мое тп+-- из накапливающего сумматора

2)

1 вводится в регистр памяти 4. Далее цикл вычисления повторяется. Перед вычислением дискрет синусно-косин усных функций очередМ, ного номера частот величина mn+ — 1 ввог) дится импульсами 7 в накапливающий сумматор, импульсами 19 уменьшается на велиМ чину —, и импульсами 20 осуществляется не2 обходимое инвертирование знака. Однократным добавлением в сумматор к величине тп содержимого счетчика получаем значение (m+1 п, необходимое для вычисления функций частоты (т+1) >во. В начале каждого периода квантования Т промежуточная сумма, находящаяся в регистре памяти, гасится импульсами 21.

Управляющие импульсы формируются устройствами управления, в состав которого входят высокочастотный кварцевый генератор тактовых импульсов, комбинационный шифратор, использующий шестиразрядный сче i.чик с многоступенчатой матрицей, схемы

«ИЛИ» с усилителями команд.

Предмет изобретения

Цифровой генератор синусно-косинусных функций, содержащий счетчик, регистр памяти, вентили опроса, вентили суммирования, выходы которых соединены со входами накапливающего сумматора, отличающийся тем, что, с целью упрощения генератора, разрядные выходы обратного кода регистра памяти чсрез вентили опроса подключены к управляющему входу вентилей суммирования, разрядные входы которых соединены с разрядными выходами прямого кода регистра памяти, разрядные входы регистра памяти соединены с выходами счетчика и накапливающего сумматора, 399851

5buoo

Соста в ител ь Э. Се чина

Техред Л. Грачева

Редактор Е. Гончар

Корректор Л Чуркина

Заказ 202//9 Изд, 7чз 72 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб.. д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2