Цифровой двухфазный генератор синусоидальных сигналов

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 21.01.80 (21) 287195!/18-09 (51) М. Кл.а с присоединением заявки №вЂ”

Н-03 В !9/00

Госудорствелимй комитет (23) Приоритет—

СССР (53) УДК 621.373...42 (088.8) Опубликовано 30.11.81. БюлЛетень №44

ll0 делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 05.!2.8!

"(!ать 1- -,: 1! ф А ТЕ1 ТЦ ТЕТ1и ууц;... (72) Автор изобретения

М. И . Журавлев (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОИ ДВУХФАЗНЫИ ГЕНЕРАТОР

СИНУСОИДАЛЬНЬ!Х СИГНАЛОВ

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при построении широкодиапазонных генераторов синусоидальных колебаний, формирующих одновременно два выходных сигнала, фазовый сдвиг между которыми регулируется в широких пределах независимо от частоты выходного сигнала.

Известен цифровой двухфазный генератор синусоидальных сигналов, содержащий блок установки частоты, генератор сетки честот, блок установки фазового сдвига, блок совпадения кодов и для каждого из каналов генератора последовательно соединенные счетчик импульсов, постоянное запоминающее устройство, регистр, цифроаналоговый преобразователь и фильтр нижних частот (1).

1S

Генератор этого типа обеспечивает высокую точность воспроизведения фазового сдвига, однако имеет ограниченный диапазон рабочих частот и относительно сложную схему обеспечения фазового сдвига в одном из каналов. 20

К недостаткам генератора можно отнес.ти также необходимость использования двой= ного количества (по числ> каналов) таких

2 сложных и дорогих узлов, как счетчик импульсов, запоминающее устройство и цифроаналоговый преобразователь.

Известен цифровой двухфазный генератор синусоидальных сигналов, содержащий последовательно соединенные задающий ге-. нератор, накапливающий сумматор, другой вход которого подключен к выходу блока установки частоты, и сумматор кодов, другой вход которого соединен с выходом бло- ка установки фазового сдвига, последова-тельно соединенные преобразователь кода по квадрантам, постоянное запоминающее устройство, преобразователь кода по знаку, регистр сдвига, другой вход которого подключен ко второму выходу задающего гене- . ратора, и цифроаналоговый преобразователь, а также первый и второй фильтры нижних частот !21.

Однако известное устройство недостаточно подавляет составляющие спектра, кратные частоте выходного сигнала и использует двойное количество (по числу каналов) сложных и дорогостоящих узлов.

Цель изобретения — подавление составляющих, кратных частоте выходного,сигнала, при одновременном упрощении.

886!90

Для этого в цифровой двухфазный генератор синусоидальных сигналов, содержащи и последовательно соединенные задающий генератор, накапливающий сумматор, д! угой вход которого подключен к выходу

6лока установки частоты, и сумматор кодов, другой вход которого соединен с выходом блока установки фазового сдвига, последовательно соединенные преобразователь кода по квадрантам, постоянное запомннакнцее устройство, преобразователь кода по знаку, регистр сдвига, другой вход которого подклк>чен ко второму выходу задакнцего генератора, и цифроаналоговый преобразователь, а также первый и второй фильтры нижних частот, между первым управляющим выходом задающего генератора и входом преобразователя кода по квадрантам введен коммутатор кодов, кодовые входы которого подключены к выходам накапливающего сумматора и сумматора кодов, а второй выход -- ко второму входу преобразователя кода по знаку, а между выходом цифроаналогового преобразователя и входами первого и второго фильтров нижних частот введены соответственно первый и второй блоки выборки и хранения, другие входы которых соединены соответственно со вторым и третьим управляющими выходами задакццего генератора.

1!а фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого цифрового двухфазного генератора синусоидальных сигйалов; на фиг. 2 — эпюры, поясняющие его работу.

Цифровой двухфазный генератор синусоидальных сигналов содержит блок 1 установки частоты, блок 2 установки фазового сдвига, задающий генератор 3, накапливактщий сумматор 4, сумматор 5 кодов, преобразователь 6 кода по квадратам, постоянное запоминающее устройство 7, преобразователь 8 кода по знаку, регистр 9 сдвига, цифроаналоговый преобразователь 10, фильтры нижних частот l lи!2,,коммутатор 13 кодов, блоки 14 и 15 выборки и хранения.

Устройство работает следующим образом.

Код требуемой частоты выходного сигнала фиксируется блоком I установки частоты и поступает на накапливающий сумматор 4, имеющий емкость N. Накапливающий сумматор 4 вырабатывает двоичный код числа, соответствующего текущей фазе выходного синусоидального сигнала. Значение этого кода нлрастает,по линейному закону по мере поступления на вход накапливающего сумматора 4 тактовых импульсов (фнг. 2 а) от задающего генератора 3.

Код значения фазового сдвига выходного напряжения во втором канале задак>щего генератора 3 фиксируетгя 6локом 2 ъстановки фазов(>го слннг < и посзупаст. Ия сумматор 5 копов, г,ц вь<полняет< я арифметическс<е сл <жение K<>да уста воплеHHo( значения фазового сдвига с кодом текущего зпачения фазы выходного сигнала, вырабатываемого накапливающим сумматором

4. Код текущего значения фазы выходного сигнала первого канала и код с выхода сумматора 5 кодов, являющийся кодом текущего значения фазы выходного сигнала второго канала генератора, поступают на вход коммутатора 13 кодов, представляющего собой набор схем И вЂ” ИЛИ--HF..

10 Коммутатор 13 кодов в течение интервалов времени t —.t, (т — —.t® и так далее, равных половине периода тактовых импульсов (фиг. 26) пропускает на выход код текущего значения. фазы с выхода накапли15 вающего сумматора 4, а в течение интервалов времени t+ — t,, t «< — t < и так далее . (фиг. 2в) — код с выхода сумматора 5 кодов.

Далее преобразователь 6 кода по квадрантам в течение интервалов времени t<— щ t<, (т — t< и так далее осуществляет преоб разование по квадрантам кода текущего значения фазы выходного сигнала первого канала, а в течение интервалов времени 4 в — и так далее — текущего значения фазы выходного сигнала второго канала. Выходной код преобразователя 6 кода по квадрантам является адресом, по которому постоянное запоминающее устройство

7 выдает кодированное значение выходного синусоидального напряжения. Преобразователь. 8 кода по знаку преобразует этот код в зависимости от значения знакового разряда, поступающего с выхода ком мутатора 13 кодов. Регистр 9 сдвига предназначен для выравнивания задержек в различных разрядах кода выходного напряжения, 3s поступающего с выхода преобразователя 8 кода по знаку. При этом смена кода в регистре 9 сдвига производится с удвоенной; тактовой частотой (фиг. 2г).

В результате в моменты времени t, t, 40 t, ... на выходе регистра 9 сдвига устанавливается код выходного напряжения второго канала, а в моменты времени t<,, t z— код выходного напряжения первого канала генератора.

4>. Преобразование кода выходного сигнала в аналоговое напряжение выполняет цифроаналоговый преобразователь 10. При этом в интервале времени t,— t<,, t> — t,ð выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 10. относится ко второму каналу ге50 нератора, а в интервале времени (,р — 1, — к первому каналу.

Разделение выходного напряжения цифроаналогового преобразователя 10 по каналам производится с помощью блоков 14 и 15 выборки и хранения, имеющих в своем составе запоминающую емкость и ключевой элемент. Управление блоком 14 выборки и хранения осуществляется последовательностью импульсов (фиг. 2д), а 6локом 15 вы886190 борки и хранения — последовательностью импульсов, (фиг. 2е). 11ри этом смена кода в регистре 9 сдвига происходит в момент времени t, в этот же момент появляется выброс в ступенчатом напряжении на выходе цифроаналогового преобразователя 10, связанный с неодновременностью срабатывания отдельных разрядов цифроаналогового преобразователя 10. Однако напряжение на запоминающей емкости блока 14, а, следовательно, и на выходе второго канала не изменяезся, так как ключевой элемент блока 4 закрыт. По оконча ни и переходных процессов в цифроаналоговом преобразователе !

О (момент времени tq на фиг. 2д) ключевой элемент открывается и запоминающая емкость очень быстро заряжается (или разряжается) до величины напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 10.

Далее ключевой элемент блока !4 закрывается (момент времени t на фиг. 2д), а напряжение на запоминающей емкости сохраняется неизменным в течение следующего полупериода тактовых импульсов до момента времени t . Спустя некоторое время (момент времени t4.) происходит очередная смена информации в регистре 9 сдвига, а, следовательно, изменение напряжения на выходе цифроаналогового. преобразователя 10, сопровождаемое переходным процессом, по окончанйи которого (момент времени ts на фиг. 2 е) открывается ключевой. элемент блока 15 выборки и хранения. При этом запоминающая емкость блока 15 быстро заряжается (или разряжается) до величины напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 10. Далее ключевой элемент блока 15 закрывается (момент времени (на фиг. 2 ), а напряжение на запоминающей емкости и на выходе первого канала генератора сохраняется неизменным в течение очередного полупериода тактовых импульсов, и так далее. Таким образом выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 10 оказывается разделенным по двум каналам.

Выходы блоков 14 н 15 соединены со вхо дами фильтров 11 и 12 нижних частот; осуществляющими фильтрацию ступенчатого напряжения; Таким образом, предлагаемое устройство значител ьно проще известных, так как не требует применения двойного. количества таких сложных и дорогостояших узлов, как постоянное запоминающее устройство 7 и цифроаналоговый преобразователь 10, обеспечивая в то же время высокие технические характеристики,в том числе и подавлещц. составляюгцих,кратных частоте выходного сигнала. Кроме того, существенно упропгастся предлагаемый и нератор

tî!

Формула изобретения

20 рого подключен к выходу блока установки

- частоты, и сумматор кодов, другой вход кото25

Зо дающего генератора.

45 из-за исключения из его состава второго регистра сдвига, а исключение вторичных преобразователей кодов компенсируется введением коммутатора 13 кодов. Упрощение схемы предлагаемого генератора приводит также к повышению надежности его работы, сокращению потребления мощности, уменьшению веса и габаритов.

Схема предлагаемого генератора может быть положена в основу многофазового цифрового генератора синусоидальных сигналов. При этом количество каналов генератора будет ограничиваться быстродействием цифроаналогового преобразователя 10 и постоянного запоминающего устройства 7.

Цифровой двухфазный генератор синусоидальных сигналов, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, накапливающий сумматор, другой вход которого соединен с выходом блока установки фазового сдвига, последовательно соединенные преобразователь кода по квадрантам, постоянное запоминающее устройство, преобразователь кода по знаку, регистр сдвига,.другой вход которого подключен ко второму выходу задающего генератора, и цифроаналоговый преобразователь, а также первый и второй фильтры нижних частот, отличающийся тем, что, с целью подавления составляющих, кратных частоте выходного сигнала, при одновременном упрощении, между первым управляющим выходом задающего генератора и входом преобразователя кода по квадрантам введен коммутатор кодов, кодовые входы которого подключены к выходам накапливающего сумматора и сумматора кодов, а второй выход — ко второму входу преобразователя кода по знаку, а между выходом цифроаналогового преобразователя и входами первого и второго фильтров нижних частот введены соответственно первый и второй блоки выборки и хранения, другие входы которых соединены соответственно со вторым и третьим управляющими выходами заИсточники информации,. принятые во внимание при экспертизе

l. Патент США Хо 3735269, кл. Н 03 В 19/00, !973.

2. R. H. Hosking «А unique synthesizer

and its advantages». Сб. «Flectro/76 Рго(евз.

Ргоргапз Boston, Massachuset ts, 976, р. 6 (прототип).

886! 90 н t/2

Фиг.2

Составитель Л. Ананьева

Редактор А. Власенко Техред А. Бойкас Корректор Г. Огар

Заказ I 0557/75 Тираж 99! . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дела м изобретений и открытий

I I3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4