Цифровой генератор гармонических колебаний

 

(7!) Заявитель (54) БИФР6ВОЙ ГЕНЕРАТОР ГАРМОНИЧЕСКИХ

КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении генераторов синусоидально изменяющихся кодов, частоты, как цифровое устройство для решения, дифференциального уравнения вида

+иР3=o . и ap „

Известен цифровой генератор гармонических колебаний, состоящий иэ двух ре о версивных счетчиков, двух двоичных умножителей, делителя частоты, двух триггеров знака, блока коммутации знаковых шин реверсивных счетчиков, дешифратора, счетчика вр мани, цепей установки О

15 и 1 триггеров реверсивных счетчиков (l) .

Недостатком известного генератора является его сложность. . Наиболее близким техническим решением к изобретению является цифровой генератор гармонических колебаний, который для случая n= 1 (n — число каналов генерирова1шя функций) содержит четыре регистра сдвига и два сумматора (2) .

Недостатком известного генератора гармоническпх колебаний является низкая точность, обусловленная возрастающей во времени погрешностью.

Бель изобретения — повышение точности цифрового генератора гармонических колебаний.

Поставленная пель достигается тем, что цифровой генератор гармонических колебаний, содержащий четыре регистра сдвига и два сумматора, причем выход первого и выход второго сумматоров подключены к последовательному входу первого и последовательному входу второго регистров сдвига соответственна, выход младшего разряда первого регистра сдвига подключен к последовательному входу третьего регистра сдвига и к первому входу второго сумматора, выход младшего разряда второго регистра сдвига подключен к последовательному входу четвертого регистра сдвига и к

3 972487 ф первому входу первого сумматора, выхо- ющий сумматор, то погрешность, возникаюды младшего разряда третьего и четвер- шая в устройстве, имеет стабильный хатого регистров сдвига подключены к вто рактер - она возрастает во временй и ее рым входам первого и второго суммато- численное значение определяется выражеров соответственно, содержит два сумма- нием тора по модулю два и два элемента И, -(гн" ) / л1 причем выход младшего знакового разряда б (Ф)=-2 G Yn G tVQsfn(G+ — )-1

1 4) первого регистра сдвига подключен к

/ °

/ л1 первым входам первого сумматора по () ч» г" < " "" — /+" 1 l 4/ модулю два и первого элемента И, выход 36, старшего знакового разряда первого регистра сдвига подключен к второму входу ! первого сумматора по модулю два, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, прямой выход перво- 35

ro элемента И подключен к входам всех информационных, а инверсный выход - к входам младшего и старшего знаковых разрядов первого регистра сдвига, выход младшего знакового разряда второго ре- 20 гистра сдвига подключен к первым входам второго сумматора по модулю два и второго элемента И, выход старшего знакового разряда второго регистра сдвига подключен к второму входу второго сум- 2$ матора по модулю два, выход. которого подключен к второму входу второго эле.мента И, прямой выход второго элемента

И подключен к входам всех информационных, а инверсный выход - к входам млад- Зо щего и старшего знаковых разрядов второго регистра сдвига.

На чертеже представлена схема цифрового генератора гармонических колебаний.

Генератор содержит сдвигаюшие регистры 1-4, одноразрядные сумматоры 5 и

6, сумматоры 7 и 8 по модулю два, логические элементы И 9 и 10.

Соединения по схеме выполнены в со/ ответствки с системой уравнений

f„(t ) = F (4)+* Р (1) ()= ()- ()

4S где % - приращение аргумента.

При начальных условиях F„(0)=0, F (O}=1 решением системы уравнений явВ ляется. F„(4)" S n соt, Р, (t) =СОЯ@) т,.

Регистры 3 и 4 соответственно с сум- маторами 5 и 6 составляют два накапливающих сумматора. Регистры 1 и 2 соответственно с сумматорами 5 и 6 выполняют функции реверсивных счетчиков.

В блоках 1-6 возбуждаются гармонические колебания с искажениями по амплитуде. Так как в качестве преобразова-, теля код-частота используется накапливагде

6= cv(<)3< .

0 (м (4) - частота гармонических колеба- > ний; Е., (4) и 62 (4) - погрешности воспроизведения функций синуса и косинуса на цифро-частотном генераторе. Такое превы. шение погрешности во времени позволяет: производить коррекцию ограничением амплитуды колебаний сверху при превышении заданного значения амплитуды, т.е. при переполнении регистров 1 и 2 в них записывается максимальная по модулю амплитуда. Признак переполнения появляется на выходе сумматора по модулю два.

Его входами являются два знаковых разря.да регистров (используется модифицированный код). В случае необходимости коррекции в соответствующий регистр записывается максимальная по модулю амплитуда, т.е. при положительном переполнении регистра - (1-2 ), при отрицательном - (-1). Для получения знаковой и информационной частей кодов функций синуса и косинуса использу отся коды знаковых разрядов в момент переполнени.

В генераторе -максимальное время накапливания погрешности равно половине периода, Таким образом, погрешность не превышает Е < 2., где n - разрядность кода гармонической функции.

Таким образом, в результате коррекции погрешность в предлагаемом устройстве не накапливается, в то время как в известном устройстве она интегрируется в течение всего времени работы устройства и может достигать значительной величины.

Формула изобретения

Цифровой генератор гармонических колебаний, содержащий четыре регистра сдвига и два сумматора, причем выходы первого и второго сумматоров подключены к последовательным входам первого и второго регистров сдвига соответствен5 9724 но, выход младшего разряда первого регистра сдвига подключен к последовательному входу третьего регистра сдвига и кпервому входу второго сумматора, выход младшего разряда второго регистра сдвига 5 подключен к последовательному входу четвертого регистра сдвига и к первому входу первого сумматора, выходы младшего разряда третьего и четвертого регистров сдвига подключены к вторым входам пер- tP ного и второго сумматоров соответственно, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности, он содержит два сумматора по модулю два и два элемента И, причем выход младшего зна- >> кового разряда первого регистра сдвига подключен к первым входам первого сумматора по модулю два и первого элемента

И, выход старшего знакового разряда первого регистра сдвига, подключен к второ- 20 му входу первого сумматора по. модулю два, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, прямой . выход первого элемента H подключен к

87 6 входам всех информационных, а инверсный выход» к входам младшего и старшего знаковых разрядов первого регистра сдвига, выход младшего знакового разряда второго регистра сдвига подключен к первым входам второго сумматора по модулю два и второго элемента И, выход старшего знакового разряда второго регистра сдвига подключен к второму входу второго сумматора по модулю два, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, прямой выход второго элемента И подключен к входам всех информационных, а инверсный выход - к входам младшего и старшего знаковых разрядов второго регистра сдвига:

Источники и. формации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 390520, кл. С 06 F 1/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

М 726535, кл. G 06 F 15/32, 1978 (прототип) .

Составитель В. Вайков

Редактор Т. Кугрышева Техред И. Гайау Корректор И. В трушк1а а

Заказ 8517/40 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., a. 4/5

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