Устройство для цифровой групповой генерации синусоидальных сигналов

 

1. УСТРС)ЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ГРУППОВОЙ ГЕНЕРАЦИИ СИНУСОИП-АЛЬНЫХ ОИГНАЛОВ, соаержащее 1Ыфровые генераторы наименьшей частота . и разностной частоты, отличающееся тем, что, с целью упретыения г / устройства путем минимизации так.товой частоты цифровых генераторов, оно содержит (N-1) одинаковых цифровых смесителей , соединенных каскадно, причем квадратурные выходы цифрового генератора наименьшей частоты подключены к входам первого цифрового смесителя, квадратурные выходы цифрового г енератора разностной частоты параллельно подключены к входам всех цифровых смесителей , а квадратурные выходы этих смесителей и квадратурные выходы цифрово го генератора наименьшей частоты связаны с выходными шинами устрсй1ства. с Н tf.-i «J (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„934891

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и-1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1 ) 2702579/18-2 1. (22) 18.12.78 (46) 30.08.83. Бюл. М 32 (72) Л,H.Áåñêèí и Л.В.Хохлачева (53) 621,373 (088,8) (56) 1. Л.Рабинер и ..Б.Гоулд.Теория и применение цифровой обработки сигналов, глава 9, Мир", 1978, с. 621. (54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ 1ЛИФPQBOA ГРУППОВСЙ ГЕНЕРА!!ИИ СИНУ. СОИД.АЛЬНЫХ СИ НАЛОB, содержащее цИфровые генераторы наименьшей частоты и разностной частоты, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью упрощения

3(51! Н 03 К 3/80;С 06 F 1/02;

Н 04 3 1/06 устройства путем минимизации тактовой частоты цифровых генераторов, оно содержит (М «1) одинаковых цифровых смесителей, соединенных каскадно, причем квадратурные выходы цифрового генератора наименьшей частоты подключены к входам первого цифрового смесителя, квадратурные выходы цифрового генератора разностной частоты параллельно подключены к входам всех цифровых смеси» телей, а квадратурные выходы этих смесителей и квадратурные выходы цифрового генератора наименьшей частоты связаны с выходными шинами устройства.! >, > 4891

2, Устройство по п,1, о т л и ч а - 1 ю ш е е с я тем, что каждый цифровой смеси тель содержит четыре умножителя, два сумматора и инвертор знака, причем входы первого и второго умножителей подключены к косинусному выходу предыдушего смесителя, а входы третьего и четвертого умножителей подключены к синусному выходу предыдушего смесителя, косинусный выход генератора разностной частоты связан с входами первого и треИзобретение относится к технике цифровой обработки сигналов в специализированных вычислительных устройствах и предназначено для использования в системах передачи многоканальных сигналов 5 связи с частотым уплотнением, используюших цифровую обработку этих сигналов в оконечных устройствах, Известен групповой генератор несуших, используемый в составе 12-канальной аппаратуры частотного уплотнения телефонных сигналов (1 ) . В таком генераторе содержится быстродействующий цифровой генератор пары сигналов сова 4, 53 ï ыр Ф, который работает в мультйплексном режиме. В течение к - ro тактового интервала вспомогательный биек вырабатывает значения 12 фез 9 =КТИф (P = 1,.„, 12) и 12 раз последовательно обрашается к индивидуальному бло- 20 ку генератора для вычисления значений отсчетов сов V<, 5l п 9 < . Таким образом, блок цифрового генератора используется с тактовой частотой 12 f

Недостаток такого генератора состоит 25 в необходимости использования высокой тактовой частоты, в Я раз превосходяшей частоту обрашения к устройству, и в связанной с этим сложности устройства.

Пель изобретения — упрошение устрой- 30 ства за счет минимизации тактовой частоты цифровых генераторов, Бель достигается тем, что устройство для цифровой групповой генерации синусоидальных сигналов, содержашее ц11фровые генераторы наименьшей частоты и разност ной частоты, содержит также (И вЂ” 1) одинаковых цифровых смесителей, соединенных

3 каскаднО, причем квадратурные выходы цифрового генератора наименьшей частоты

nего умножителей, синусный выход генератора разностной частоты подключен к входам второго и четвертого умножителей, выходы второго и третьего умножителей подключены к входам сумматора синуса, выход первого умножителя непосредственно, а выход четвертого умножителя через инвертор знака связаны с входами сумматора косинуса, причем выходы сумматоров синуса и косинуса служат соответствуюшими выходами смесителя. подключены к входам первого цифрового смесителя, квадратурные выходы цифрового генератора разностной частоты параллельно подключены к входам всех цифровых смесителей, а квадратурные выходы э тих смеси телей и квадра турные выходы цифрового генератора наименьшей частоты связаны с выходными шинами устройства.

При этом каждый цифровой смеситель содержит четыре умножителя, два сумматора и инвертор знака, причем входы первого и второго умножителей подключены к косинусному выходу предыдушего смесителя, а входы третьего и четвертого умножителей подключены к синусному выходу предыдушего смесителя, косинусный выход генератора разностной частоты связан с входами первого и третьего умножителей, синусный выход генератора разностной частоты подключен к входам второго и четвертого умножителей, выходы второго и третьего умножителей подключены к входам сумматора синуса, выход первого умножителя непосредственно, а выход четвертого умножителя через инвертор знака связаны с входами сумматора косинуса, причем выходы сумматоров синуса и косинуса служат соответствуюшими выходами смесителя, На фиг, 1 изображена блок-схема устройства дпя цифровой групповой генерации синусоидальных сигналов,на фиг,2 - блок схема цифрового смесителя, Устройство содержит цифровой генератор 1 наименьшей частоты F, подключенный к входам первого из (Й -1) цифровых смесителей 2, - 2 < ., соединенных покаскадно, вторые входы цифровых смесителей связаны с выходами цифрово3 93 lH го генератора 3 ра, постной частоты д =, выход генератора наименьшей частоты и выходы смесителей подключены к выход» ным шинам устройств . 4 ., — 4

В каждом цифровом смесителе содержится четыре умножителя 5-8, два сумматора 9,10 и инвертор 11 знака, причем входы умножителей 5 и 6 подключены к косинусному выходу предыдущего источника сигнала, который может быть преды- 10 душий цифровой смеситель или генератор наименьшей частоты, входы умножителей 7 и 8 связаны с синусным выходом предыдущего источника, косинусный выход генератора 3 разностной частоты подключен к входам умножителей 5 и 7, синусный выход генератора 3 подключен к входам умножителей 6 и 8, выходы умножителей

6 и 7 связаны с входами сумматора 10, выход умножителя 5 непосредственно, р0 а выход умножителя 8 через инвертор 11 подключены к входам сумматора 9, Устройство генерирует синусоидальные сигналы, частоты которых равномерно расставлены по оси частот, формируя основ ные пары отсчетов (кодов) (cos 27i F I )

Sin 2л F Кт) и(СОз2л Р кТ, sin 27i F кТ

1 Р P и в произвольный момент времени с помошью двух индивидуальных цифровых генераторов 1 и 3, а пары отсчетов

30 (cos 2i7d F к Т, ч1 и 2ii F RTJ всех остальных частот Fp, начиная со второй, получаются посредством рекурсии по частоте при смешивании отсчетов предыдушей частоты F < и

35 разностной частоты а F с помощью (-1) одинаковых блоков цифровых смесителей 2 <-2 >

Начало к - го тактового интервала кТ задается внешним генератором импульсов 40 тактовой частоты = / T . Генератор

1 наименьшей .частоты выдае т пару отсчетов С11 =cоз 2 F„kT, Б„ к—

= Si n 2 У F< К Г, генератор 3 выдает пару отсчетов gt =cos 2ТйР kT, 45

PR =sin 2Ðà FRT.

К генераторам 1 и 3 предъявляется требование обеспечивать генерацию неограниченной последовательности отсчетов синусоидальных сигналов без накопления вычислительных погрешностей и при соб- людении необходимой чистоты спектра.

В частности, генератор такого типа может включать в себя постоянное запоминающее устройство, содержащее таблицу 55 синусов и косинусов, При работе с наименьшей тактовой частотой f число этих генераторов т не может быть меньше двух, так как частоты Fz и з F независимы и задаются в качестве произвольных параметров, определяющих структуру устройства в целом, В умножителях 5-8 р-го смесителя образуются произведения сигналов, соответственно равные

cos 2ГРрКт -cos Z)7g F 1

cos 2i7F kT. sin 2ТДР1сТ;

sii 23iР 1ст. cos 2TiaF1cT;

si в 2TiFpkТ - s1п 2Т.а F RТ, JIB выходах сумматоров 9 и 10 Р-го смесителя (с учетом инвертора 1 1 ) образуются коды

С + =cos 27 = +dF)kT =cos 2Ль +1 Т

P р 1

S + = sin 2)T(F +dF)RT = sin 2л Р +ЛСТ

Р+ 7с P 1 которые представляют собой отсчеты частоты C р+ в тактовый момент кТ, Таким образом, каждый цифровой смеситель осуществляет рекурсию по частоте при фиксированном времени.

Полученные в генераторе 1 и смесителях 2 — 2 1 отсчеты (коды

С, Бо,p=,é) поступают на выходы устройства в виде N квадратурных пар синусоидальных сигналов с частотами

C „ в дннный тактовый .момент кТ, При работе цепочки цифровых смесите. лей 2 1 — 2 возникает задержка во времени, которая в случае требования юдновременной синхронности и синфазн о с ти выходных сигналов (С ., 5. ) „„ (С 5, ) может быть устранена йли введением элементов задержки на время (N -р) Т в цепи выходных сигналов (С 1 S y ) каждого р-го смесителя, p1ñ I или увваичением в N раз тактовой частоты, управляющей работой смесителей, так чтобы за один тактовый интервал Т укладывалось бы (N -1) последовательных операций рекурсии в ц<.почке цифровых смесителей.

Кроме того, в процессе умножения и сложения в смесителях возрастает погрешность исходных сигналов (С 11 и число правильных двоичных цифр в выходных кодах може уменьшиться на V + 1, где =(Ь0- Nj<1, тогда для достижения требуемой встоты спектра на выходе послс лн го смесите93 489 1

Составитель И.Горелова

Редактор З.Бородкина Техред Т.Фанта Корректор A.Ëçÿòêo

Заказ 8101/3 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного жомктета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская гнаб,„" д,4/5..

Филиал ППП "Патент", и. Ужгород, ул. Проектная, 4 ля разрядность кодов;во внутренних

O цепях смесителеЯ должна быть соответст. ванно увеличена íà V + 1.

Предлагаемое устройст во для цифровоМ групповой генерации синусоидальных сигналов позволяет минимизировать количество операциЯ индивидуальной генерации частот и тем самым упростить исполь зуемую аппаратуру при сохранении требу5 емых качественных показателей.