Цифровой генератор функций

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для метроло1гического обеспечения геофизических информационно-измерительных систем, реализующих гармонические электромагнитные методы поиска и разведки месторождений полезных ископаемых. Цель изобретения расширение функциональных возможностей за счет упрощения перенастройки фаз и амплитуд выходных сигналов. Генератор цифровых функций состоит из генератора тактовых импульсов, делителя частоты , четырех адресных счетчиков, преобразователя двоичного кода в позиционный RS-триггера, двух формирователей фаз, трех счетных триггеров, трех элементов задержки, первого коммутатора, блока хранения составляющих сигнала, умножителя, второго коммутатора и пяти регистров. Поставленная цель достигается за счет введения преобразователя двоичного кода в позиционный, КБ-триггера,трех счетных триггеров, двух формирователей фаз, блока хранения значений коэффициентов умножителя, трех элементов задержки и четырех регистров. Генератор вырабатьшает на своих выходах три цифровых синусоиды, он позволяет регулировать амплитуды и фазы генерируемых сигналов с пульта управления, за счет чего значительно возрастает производительность настройки и поверки геофизических информационно-измерительных систем. 2 ил. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) 01) (5D4 G 06 У !/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4153037/24-24 (22) 26,11.86 (46) 15.04.88.Бюл. Р 14 (71 ) Физико-механический институт им. Г.В.Карпенко (72) О.П.Бухало и П.П.Драбич (53) 681.325 (088.8) (56) Ефимов М.И., Каленик А.И., Поповиченко С.Д. Источник многофазных напряжений. P.æ. — Измеритель3 ная техника, N.: Издательство стандартов, 1986 М 8, с, 55-56.

Авторское свидетельство СССР

М 983692, кл. G 06 У 1/02, 1980. (54)-ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для метрологического обеспечения геофизических информационно-измерительных систем, реализующих гармонические электромагнитные методы поиска и разведки месторождений полезных ископаемых.

Цель изобретения — расширение функ" циональных возможностей за счет упрощения перенастройки фаэ и амплитуд выходных сигналов. Генератор цифровых функций состоит иэ генератора тактовых импульсов, делителя частоты, четырех. адресных счетчиков, преобразователя двоичного кода в позиционный RS-триггера, двух формирователей фаз, трех счетных триггеров, трех элементов задержки, первого коммутатора, блока хранения составляющих сигнала, умножителя, второго коммутатора и пяти регистров. Поставленная цель достигается за счет. введения преобразователя двоичного кода в позиционный, RS-триггера, трех счетных триггеров, двух формирователей фаз, блока хранения значений коэффициентов умножителя, трех элементов задержки и четырех регистров.

Генератор вырабатывает на своих выходах три цифровых синусоиды, он позволяет регулировать амплитуды и фазы генерируемых сигналов с пульта управления, за счет чего значительно возрастает производительность настройки и поверки геофизических информационно-измерительных систем. 2 ил.!

388842

Цифровой генератор функций работает следующим образом, Устройство генерирует три цифровые синусоиды одинаковой частоты, но с различными регулируемыми амплитудами и фазами. Амплитуды регули55

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах метрологического обеспечения измерений параметров сигналов, регистрируемых при поиске и разведке месторождений полезных ископаемых гармоническими электромагнитными методами, кроме того, может найти применение при 10 настройке и поверке аппаратуры для обнаружения мест коррозии подземных трубопроводов.

Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей эа счет упрощения перенастройки фаз и амплитуд выхлопных сигналов„

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого цифрового генератора; на фиг. 2 — пример реализа- 20 ции формирователя фазы„

Устройство состоит из генератора

1 тактовых импульсов, делитель 2 частоты, первого, второго, третьего и четвертого адресных счетчиков 3-6,, 25 преобразователя 7 двоичного кода в позиционный, PS-триггера 8, первого и второго формирователей фаз 9 и 10, первого, второго и третьего счетных триггеров 11-13, второго 14, перво- 30 го 15 и третьего 16 элементов задержки, первого коммутатора 17, блока 18 хранения составляющих сигнала, блока

19 хранения значений коэффициентов умножителя 20, второго коммутатора

21, первого 22, четвертого 23, пятого,24, второго 25 и третьего 26 регистровв, Входы 27 и 28 ." соответственно входы остановки (СТОП) и запуска (ПУСК) генератора„ а выходы 29-31 соответственно пе1звый, второй и третий его цифровые выходы. Выходы 32 и 33 — соответственно первый и второй входы формирователя 9 фаз, вы.ход 34 — его выход. Формирователь

9 и 10 фаз состоит из элемента

И11И 35„ делителя 36 частоты, счетного триггера 37 и элемента И 38.

В качестве коммутаторов 17 и 2! могут быть исполь:зованы мультиплек" сор и демультиплексор. руются изменением коэффициентов, записанных в запоминающем устройстве

19, а требуемое значение фаэ задается коэффициентами пересчета счетчиков, содержащихся в формирователях

9 и 10 фаз (фиг;2). Значения коэффициентов задаются с пульта управления (не показан). !

Генератор 1 вырабатывает периоди ческую импульсную последовательность, поступающую на вход делителя 2 частоты. Счетчик 3 содержит 2 выхода и производит выдачу в дзоичном коде адресов для первого коммутатора 17, блока 19, второго коммутатора 21. Адресные счетчики 4-6 генерируют 2Р адресов и содержат вьг<од переполйения CR. Каждый канал коммутатора содержит р+1 входов, причем вход старzего разряда каждого канала используется для задания знака синусоиды.

Коммутатор содержит также р выходов для блока 18 и (р+1)-й для передачи знака с выхода счетчиков 4-6 на выходы устройства. В блоке 18 записано в порядке возрастания адресов от

0...0 до 11...1, 2 значений синусоио ды в диапазоне от 0 до 180 с шагом

180 /2

Требуемая дискретность значения синусоидального сигнала обеспечивается соответствующим выбором числа разрядов и блока 18. В блоке 19 содержатся 3 ячейки, в которых записаны коэффициенты, на которые умножаются соответствующие цифровые синусоиды.

Требуемая дискретность регулирования синусоидального сигнала обеспечивается выбором числа разрядов одной ячейки, на фиг.1 это число равно и.

Предлагаемый генератор может находиться в двух режимах: "Стоп и

"Пуск". В режиме "Стоп" на вход 27 подан потенциал логической единицы, а на вход 38 -- логического нуля. В режиме "Пуск потенциалы на входы

27 и 28 меняются на противоположные.

В режиме "Стоп" триггер 8 переводится в состояние логической единицы и образовавшийся при этом на его выходе положительный потенциал обнуляет делитель 2, счетчики 3-6, формирователи 9 и 10 фаэ, триггеры 11-13 и регистры 22-26. Перечисленные элементы схемы находятся в обнуленном состоянии до смены потенциалов на входах 27 и 28. В момент переключения потенциалов на выходе триггера,1388842 соиды и в пятый регистр 24 — значения третьей синусоиды. Выдача кодов синусоид осуществляется в момент появления кода первой синусоиды, т.е. под действием очередного импульса с первого выхода преобразователя 7.

Элементы 14-16 задержки введены для компенсации задержки распространения сигналов в счетчиках 4-6,комму-, таторе 17, запоминающих устройствах

18 и 19 умножителе 20 и коммутаторе 21. В момент смены знака каждой из синусоид на выходах переполнения счетчиков 4-6 появляются положительные импульсы, под действием которых на выходах триггеров 11-13 появляются потенциалы логической единицы, которые поступают через коммутаторы

17 и 21 на выходы устройства и служат для определения знака синусоиды (потенциал логического нуля на выходах триггеров 11-13 обозначает отрицательное значение синусоиды, а логической единицы — положительную полуволну). Хаким образом, за два цикла смены адресов на выходах каждого из счет-" чиков 4-6 генератор вырабатывает коды трех синусоидальных сигналов в диапазоне от 0 до 360 . Этот процесс непрерывно повторяется до остановки генератора сигналом "Стоп".

Для изменения сдвига фаэ у между синусоидами или их амплитудных значений А необходимо нажать кнопку "Стоп", с пульта управления необходимо набрать требуемые значения ср и А и при нажатии кнопки "IIycrc" описанный процесс повторится.

В режиме "Стоп" на входы делителя

36 и триггера 37 поступает потенциал логической единицы, который сбрасьвает указанные делитель и триггер в нуль и блокирует их по тактовому входу, При включении предлагаемого генератора в режим "Пуск" с делителя 36 и триггера 37 снимается блокировка.

В результате на выходе делителя 36 под действием тактовых импульсов с второго выхода преобразователя 7 (фиг.1) через интервал времени, равный сдвигу фазы, появляется положительный потенциал, который, поступая на счетный вход триггера 37, переводит его в единичное состояние, Обра,эовавшимся на выходе триггера 37 потенциалом обнуляется и блокируется счетчик 36 и дается разрешение на

8 появляется потенциал логического нуля, в результате чего снимается блокировка по входам установки в ноль подключенных к выходу триггера

8 делителя 2, счетчиков 3-6, формирователей 9-10, триггеров 11-13, регистров 22-26, Импульсная последовательность с частотой f поступающая с выхода 10 генератора 1 на вход делителя 2 преобразуется в последовательность импульсов с частотой К Г (К вЂ” коэффициент деления частоты делителя 2).

Под воздействием каждого импульса с .15 выхода делителя 2 на цифровых выходах счетчика 3 происходит смена ад" ресов для управления коммутаторами 17 и 21. Двоичный код адреса с выхода счетчика 3 преобразуется в пози- 20 ционный преобразователем 7, на выходах которого последовательйо появляются положительные импульсы для управления работой счетчиков 4-6, причем до включения кнопки "Пуск" на 25 первом выходе преобразователя присутствует потенциал логической единицы, а на втором и третьем — логического нуля. Импульсы с первого выхода преобразователя 7 поступают на тактовый вход адресного счетчика 7 непосред. ственно, в результате чего на выходе последнего происходит сиена адресов для формирования первой синусоиды сРазУ после нажатия кнопки "ПУск", З5 а импульсы с второго и третьего вь ходов преобразователя 7 поступают на тактовые входы адресных счетчиков

5 и 6 спустя некоторые интервалы вре мени, равные сдвигам фаз второй и 40 третьей синусоиды. Сдвиги фаз задаются формирователями 9 и 10.

Синхронно с формированием очередного адреса на выходах, счетчиков 4-6 открьваются со45 отв етствующие каналы коммутатора 17 и на выходе блока 18 йоявляются соответствующие коды генерируемых синусоид, которые последовательно умножаются с помощью умножйтеля 20 на соответствующие постоян " ные коэффициенты, записанные для трех синусоид в блоке 19.

Одновременно с появлением кодов синусоид на выходах умножителя 20 открьваются каналы коммутатора 21 и 1 в первый регистр 22 записываются зна чения первой синусоиды, в четвертый регистр 23 — значения второй сину1388842 прохождение через элемент 38 тактовых импульсов с вью.ода 32 на выход

34 формирователя фазы.

Таким образом, предлагаемый генератор вырабатывает три цифровые синусоиды с регулируемыми амплитудами и фазами. Поскольку для изменения фазы нет необходимссти . перепрограммировать постоянные запоминающие 10 устройства (как это предусмотрено в прототипе), достаточно изменить лишь коэффициент деления частоты делителя 36 (фиг.2), то тем самым упрощается настройка генератора на заданные сдвига фазы„ Независимое регулирование амплитуд синусоид осуществляется предварительной записью в блок хранения требуемых значений коэффициентов. 20

Формула изобретения

Цифровой генератор функций, содержащий генератор тактовых импульсов, делитель частоты, четыре адрес- 25 ных счетчика, два коммутатора, блок хранения составляющих сигнала и первый регистр, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к счетному входу делителя частоты, выход которого подключен к счетному входу первого адресного счетчика, выходы второго, третьего и четвертого адресных счетчиков подключены соответственно к первому, второму и третьему информационным входам первого коммутатора„ выход которого подключен к адресному входу блока хранения составляющих сигнала, второй информационный выход второго коммута- 40 тора подключен к входу данных первого регистра, выход которого подключен к первому -выходу генератора„ отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет упрощения перенастройки фаэ и амплитуд выходных сигналов, в него введены преобразователь двоичного кода в позиционный, ВБ-триггер, три счетных триггера„два формирователя фаз, блок хранения значений коэффициентов, умножитель, три элемента задержки, четыре регистра, причем вход останова генератора подключен к S-входу и RS-триггера, к R-входу которого подключен вход за-55 пуска генератора, выход RS-триггера подключен к входам сброса делителя частоты, первого, второго, третьего и четвертого адресных счетчиков, первого, второго и третьего счетных триггеров, первого, второго, третье го, четвертого и пятого регистров, первым входам первого и второго формирователей фаз, выход первого адресного счетчика подключен к входу преобразователя двоичного кода в позиционный, управляющим входом первого и второго коммутаторов и адресному входу блока храневия значений коэффициентов, первый выход преобразователей двоичного ксда в позиционный подключен к счетному входу второго адресного счетчика и через первый элемент задержки - к синхронизирующим входам первого, второго и третьего регистров, второй выход преобразователя двоичного кода в позицион.ный подключен к второму входу первого формирователя фаз, выход которого подключен к счетному входу третьего адресного счетчика и через второй элемент задержки — к синхронизирующему входу четвертого регистра, третий выход преобразователей двоичного кода в позиционный подключен к второму входу второго формирователя фаз, выход которого подключен к счетному входу четвертого адресного счетчика и через третий элемент задерж-: ки — к синхронизируюшему входу пятого регистра, выходы переполнения второго, третьего и четвертого адресных счетчиков подключены соответственно к счетным входам первого, второго и третьего счетных триггеров, выходы которых подключены к входам старших разрядов первого, второго и третьего информационных входов .первого коммутатора, выходы блока хранения составляющих сигнала и блока хранения значений коэффициентов подключен к первому и второму информационным входам умножителя, выход которого подключен к информационному входу второго коммутатора, вход старшего разряда которого подключен к выходу старшего разряда выхода первого коммутатора, второй и третий выходы второго коммутатора подключены к входам данных четвертого и пятого регистров соответственно, выходы четвертого и пятого регистров подключены к вхо-.. дам данных второго и третьего регистров соответственно, выходы второго и третьего регистров подключены к второму и третьему выходам генератора.

1388842

1388842

Составитель С,Курап

Редактор Ю.Середа ТехредM,дндык

Корректор С.Черни

Закаэ l580/49 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4