Цифровой генератор гармонических функций

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (я) 4 С 06 F 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3647351/24 — 24 (22) 28.09.83 (46) 15.04.86. Вюл. К - 14 (71) Ордена Ленина институт кибернетики им.В.М.Глушкова (72) В.Я.Краковский и В.Ф.Коваль (53) 681.32(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 662927, кл. G 06 F 1/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 1001069, кл. С 06 F 1/02, 1983. (54) (57) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР ГАРМОНИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ, содержащий коммутатор, первый и второй информационные входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго блоков постоянной памяти, а первый и второй управляющие входы коммутатора подключены соответственно к первому и второму выходам шифратора, блок преобразования прямого кода в дополнительный, сумматор по модулю два и элемент ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью увеличения частотного диапазона генерируемых функций, в него введены регистр кода функций, первый и второй регистры кода аргумента, регистр кода адреса, регистр управления, накапливающий сумматор и счетчик, информационнык выход которого подключен к информационному входу накапливающего сумматора, выходы первого и второго разрядов которого

2 " и 2 (где п — разрядность) подключены к входам соответственно первого и второго разрядов регистра управления, вход третьего разряда которого соединен со знаковым входом блока преобразования прямого кода в

ÄÄSUÄÄ 12248()2 А дополнительный и подключен к выходу и-э третьего разряда 2 " накапливающего сумматора, выходы остальных (n-3)-х разрядов накапливающего сумматора соответственно соединены со входами разрядов кода блока преобразования прямого кода в дополнительный, соответствующими входами элемента ИЛИ и входами соответствующих разрядов первого регистра кода аргумента, выход которого подключен к информационному входу второго регистра кода аргумента, вход второго разряда которого соединен с первым входом шифратора и подключен к выходу третьего с разряда регистра управления, выход <о первого разряда которого подключен к входу разряда знака синуса регистра кода функций и первому входу сумматора по модулю два, выход которого подключен к входу разряда знака косинуса регистра кода функций, входы разрядов значений целой части косинуса.и синуса которого подключе- 1 ) ны соответственно к третьему и четвертому выходам шифратора, второй рф вход которого подключен к выходу чет- ("ф вертого разряда регистра управления, выход второго разряда которого подключен к третьему входу шифратора, второму входу сумматора по модулю два и входу первого разряда второго регистра кода аргумента, выход кото рого и выход. старшего разряда регистра кода функций являются выходом кода аргу мента генератора, выходами косинуса и синуса которого являются выходы соответственно разрядов кода косинуса и кода синуса регистра кода функций, входы разрядов кода косинуса и кода

1224802 синуса которого подключены соответственно к первому и второму выходам коммутатора, адресные входы первого ч второго блоков постоянной памяти подключены к выходу регистра кода адреса, информационный вход которого подключен к выходу регистра кода адреса, информационный вход которого подключен к выходу блока преобразования прямого кода в дополнительный, тактовые входы накапливающего сумматора, регистра управления, первого и второго регистров кода аргумента, регистра кода функций и регистра кода адреса соединены между собой и являИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в анализаторах спектра, функциональных преобразователях сигналов, в системах связи, радио, гидролокации, сейсмологии, виброметрии и т.п.

Целью изобретения является .увеличение частотного диапазона генериру емых функций.

На фиг. 1 представлена функциональная схема цифрового генератора гармонических функций; на фиг. 2 функциональная схема шифратора.

Цифровой генератор гармонических ,функций содержит счетчик 1, накапливающий сумматор 2, элемент ИЛИ 3, шифратор 4, сумматор 5 по модулю. два, блоки 6 и 7 постоянной памяти (ПЗУ), коммутатор 8, блок 9 преобразования прямого кода в дополнительный, регистр 10 кода адреса, регистр 11 управления, первый регистр

12 кода аргумента, регистр 13 кода функций, второй регистр 14 кода аргумента, установочный вход 15 и вход 16 разрешения установки генератора, вход 17 синхронизации, вход 18 обнуления генератора, тактовый вход

19 генератора, выходы 20 и 21 отсчетов гармонических функций, выходы

22 и 23 отсчета аргумента функций.

Шифратор 4 содержит элемент ИПИ-НЕ

24, сумматор 25 по модулю два, элемент НЕ 26, и элементы И 27 и 28.

Генератор гармонических функций работает следующим образом. ются тактовым вхопом генер" òîðà,,входом синхронизации которого является счетный вход счетчика, установочный вход и вход разрешения установки которогс являются установочным и входом разрешения установки генератора, входы обнуления накапливающего сумматора, счетчика, регистра кода адреса, регистра управления, первого и второго регистров кода аргумента и регистра кода функций соединены между собой и являются входом обнуления генератора, вход четвертого разряда регистра управления подключен к выходу элемента ИЛИ.

Работа начинается с подачи на вход

18 обнуления генератора управляющего сигнала для установки в "0 счетчика 1 и всех регистров. После снятия этого сигнала активизацией входа 16 разрешения установки в счетчике может быть. установлено значение кода, по,цанного на установочный вход 15.

На тактовый вход 19 генератора поступают внешние тактовые импульсы при необходимости выдачи следующего отсчета гармонических функций. Зтот вход соединен с тактовыми входами накапливающего сумматора 2 и регистров 10-14. На счетный вход 17 генератора внешние тактовые импульсы могут поступать через Р(Р & N) импульсов, поданных на тактовый вход 19 генератора, т.е.. счетчик 1 может подсчитать каждый Р-тый импульс, предcгавляя на своих выходах код которьй подается на информационный вход накапливающего сумматора 2.

Модуль счета счетчика 1 совпадает с модулем суммирования накапливающего сумматора 2 и равен :, т.с. ил разрядности равны n = EogzN. При поступлении на тактовьй вход накапливающего сумматора 2 очередного импульса (со входа 19) к выходу сумматора (рк), < прибавляется значение 1с, образуя новое значение кода аргуа ((р+1) К $ „,d,.

Для кратности код аргумента р к ") обозначим через х. На период

mais

2 при шаге дискретизации ьх аргумента х генератор выдает N = 2

1224802

5 10

2 и/д х отсчетов значений синуса и косинуса. В первом 6 и втором 7 блоках памяти (ПЗУ) по адресам х хранятся соответственно дробные части значений sin х и cos х для

"/4 «k — — ах. Для формирования

2 адреса при обращении к блокам 6 и 7 постоянной памяти используются и-3 младших разряда выходного кода накапливающего сумматора 2.

Формирование кода адреса обращения к ПЗУ производится блоком 9 преобразования прямого кода в дополнительный код в зависимости от четности контакта произвольного угла 0 « х 2п. При этом, если значение (п-2)-го разряда накапливающего сумматора 2 Oct = О, то блок 9 выдает дополнительный (по модулю N/8) код, а если Oct = 1, то— прямой код, Сформированный код адреса обращения к ПЗУ записывается в регистр 10 кода адреса следующим тактовым импульсом с тактового входа 19 генератора. При этом одновременно в регистр 11 управления записываются значения трех старших разрядов входного кода накапливающего сумматора 2 и сигнал g с выхода элемента ИЛИ равный "0", если все и- 3 младших разряда накапливающего сумматора 2 представлены нулевой комбинацией, и равный "1" — в остальных случаях.

Также одновременно с этим в регистр

12 кода аргумента записываются п-3 младших разряда выходного кода накапливающего сумматора 2.

Код, записанный в регистре 10 кода адреса, используется для обращения к соответствующим ячейкам

ПЗУ 6 и 7, выходы которых поданы на соответствующие информационные входы коммутатора 8. Код, записанный в регистре "1.1 управления, используется для управления шифратором 4 и суммаром 5 по модулю два. Код, записанный в регистре 12 кода аргумента, подается на информационные входы регистра 14 кода аргумента.

Шифратор 4 при = 0 и Осй=О (углы вида 0 t //22, E=O 1 2, ...) вырабатывает сигнал R = 1, который устанавливает на обеих группах выходов коммутатора 8 нулевые значения и устанавливает значения разрядов целой части значений функций косинуса СО и синуса SO равными соответственно

СО = Qua, SO = Qua, где Qua — выход

55 (и-1)-го разряда накапливающего сумматора 2, записанный в регистр .11 управления. Во всех остальных случаях

R = О, CO = О, SO = О. Если Oct

= Qua, то выход шифратора Ч = О, при Oct = Qua V = 1 При Ч = 0 коммутатор 8 на выход (Cos) подает значение кода дробной части из блока 6, а на выход Sinl — из блока 7.

При V = 1 подключение блоков противоположное. Это следует из описанной работы шифратора 4, а также схемы на фиг. 2, он выполняет следующие логические функции.

R=qvOct, CO=RAQua, БО=Нлф а, V=Oct 0+ Qua.

Сумматор 5 по модулю два формирует знак косинуса, используя два старших разряда с выхода накапливающего сумматора 2, записанные в регистре 11 управления. Старший разряд, при этом, представляет знак синуса.

Выходы знаковых разрядов, разрядов целой части и дробных частей функций косинуса и синуса с выходов регистра 11, сумматора 5, шифратора 4 и коммутатора 8 соединены с соответствующими информационными входами регистра 13 кода функций, запись в который производится следующим тактовым импульсом с тактового входа 19 генератора. Одновременно с этим, соответствующий этим отсчетам гармонических функций код аргумента записывается в регистр 14 кода аргумента, на информационные входы которого, кроме выходов регистра 12 кода аргумента,. поданы также сигналы Oct u Qua с выхода регистра 11 управления. Старший разряд кода аргумента может не подаваться на информационный вход регистра 14 (для экономии его разрядности), так как он подан на информационный вход регистра 13 в качестве знакового разряда синуса, с выхода которого он может быть использован также и в качестве старшего разряда кода аргумента ..

Выходы 20 и 21, представляющие

2«« 2ii соответственно cos — pk u sin — pk

N и с выхода регистра 13 поданы на выход генератора. Код аргумента рК снимается соответственно.с выхода 22 регистра 13 и выходов регистра 14.

На вход 18 обнуления генератора подается сигнал для установки в "0"

1224802

Наказ 1953/48 Тираж 671 Подписное

BH5GIH

Производств.-полиграф. пред-е, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 счетчика 1, накапливающего сумматора 2 и всех регистров. После снятия этого сигнала активизацией входа 16 разрешения установки на выходах счетчика 1 устанавливается значение кода, поданного на входы 15. Если по условиям применения устройства работу нужно начинать с нуля, то код этого числа можно не заносить в счетчик 1 после его обнуления с помощью входа 18. В последнем случае до поступления первого тактового импульса на счетный вход 17 генератор будет выдавать значения функций соответствующие k = О.

На тактовый вход 19 генератора подаются внешние тактовые импульсы.

Тактирование накапливающего сумматора 2 вызывает последовательно появление на его выходах кодов чисел

2k, 3k по модулю N. Ha выходах ?3 и 22 этот код появляется с задержкой

5 на два периода импульсов тактового входа 19 генератора.

На счетный вход 17 внешние тактовые импульсы могут поступать че1О рез р 4 М импульсов тактового входа

19 генератора. При этом код на выхоце счетчика 1 увеличивается на единицу. Изменяется также последовательность кодов на выходах сум15 матора 2 и, с задержкой на два периода тактсвых импульсов, также на выходах 23 и 22. Генератор выдает значения функций, соответствующие аргументам, коды которых представ20 лены на выходах 23 и 22.