SU972487A1 - Harmonic oscillation digital generator - Google Patents

Description

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 ^{5 +} =0 и др.The invention relates to automation and computer technology and can be used in the construction of generators of sinusoidally changing codes, frequencies, as a digital device for solving. differential equation of the form ^{5 +} = 0, etc.

Известен цифровой генератор гармонических колебаний, состоящий из двух ре- ₍ версивных счетчиков, двух двоичных умножителей, делителя, частоты, двух триггеров знака, блока коммутации знаковых шин реверсивных счетчиков, дешифратора, счетчика времени, цепей установки *0 и *1* триггеров реверсивных счетчиков [1 ] .A well-known digital generator of harmonic oscillations, consisting of two re- ₍ versional counters, two binary multipliers, a divider, frequency, two sign triggers, a switching unit for the sign buses of reverse counters, a decoder, a time counter, installation circuits * 0 and * 1 * triggers of reversible counters [1 ] .

Недостатком известного генератора является его сложность.A disadvantage of the known generator is its complexity.

Наиболее близким техническим реше- ₂о нием к изобретению является цифровой генератор гармонических колебаний, который для случая n= 1 (и — число каналов генерирования функций) содержит четыре регистра сдвига и два сумматора (2] .The closest technical Niemi The solution ₂ of the invention is a digital generator of harmonic oscillations, which for the case of n = 1 (n - number of functions generating channels) comprises four shift registers and two adders (2].

Недостатком известного генератора гармонических колебаний является низкая точность, обусловленная возрастающей во времени погрешностью.A disadvantage of the known generator of harmonic oscillations is the low accuracy due to increasing error over time.

Цель изобретения - повышение точности цифрового генератора гармонических колебаний.The purpose of the invention is improving the accuracy of a digital harmonic oscillator.

Поставленная цель 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 соответственно, 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 первому входу первого сумматора, выходы младшего разряда третьего и четвертого регистров сдвига подключены к вторым входам первого и второго сумматоров соответственно, содержит два сумматора по модулю два и два элемента И, причем выход младшего знакового 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 второму входу первого сумматора по модулю два, выход I которого подключен к второму входу первого элемента И, прямой выход первого 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 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 эле.мента И, прямой выход второго элемента И подключен к входам всех информационных, а инверсный выход - к входам млад- зо шего и старшего знаковых разрядов второго регистра сдвига.This goal is achieved in that a digital harmonic oscillator containing four shift registers and two adders, the output of the first and the output of the second adders are connected to the serial input of the first and serial input of the second shift registers, respectively, the output of the least significant bit of the first shift register is connected to the serial input of the third shift register and to the first input of the second adder, the low-order output of the second shift register is connected to the serial input of the fourth the shift histogram and to the first input of the first adder, the low-order outputs of the third and fourth shift registers are connected to the second inputs of the first and second adders, respectively, it contains two adders modulo two and two And elements, and the output of the least significant digit of the first shift register is connected to the first inputs the first adder modulo two and the first element And, the output of the most significant digit of the first shift register is connected; to the second input of the first adder modulo two, the output I of which is connected to the second input of the first element And, the direct output of the first element And is connected to the inputs of all information, and the inverse output to the inputs of the least significant digit of the first shift register, the output of the least significant digit the second shift register is connected to the first inputs of the second adder modulo two and the second element And, the output of the highest sign bit of the second shift register is connected to the second input of the second adder modulo two, the output of which connected to the second input of the second element AND, the direct output of the second element AND is connected to the inputs of all information, and the inverse output is connected to the inputs of the lowest and highest sign bits of the second shift register.

На чертеже представлена схема цифрового генератора гармонических колеба- . ний. ' ₃₅ The drawing shows a diagram of a digital harmonic oscillator. niy. _'35

Генератор содержит сдвигающие регистры 1-4, одноразрядные сумматоры 5 6, сумматоры 7 и 8 по модулю два, гические элементы И 9 и 10.The generator contains shift registers 1-4, single-bit adders 5 6, adders 7 and 8 modulo two, the logical elements And 9 and 10.

Соединения по схеме выполнены.в ответствии с системой уравнений и лоco10 ющий сумматор, то погрешность, возникающая в устройстве, имеет стабильный характер - она возрастает во времени и ее численное значение определяется выражениемThe connections according to the scheme are made. In accordance with the system of equations and the localizing adder, the error arising in the device is stable - it increases in time and its numerical value is determined by the expression

G Sin С. ♦ Vising Q COS Q- Vising ЯВ— где £G Sin C. ♦ Vising Q COS Q- Vising JV— where £

G - j io Ct) <3t . о «J (t) - частота гармонических колеба. ний; (i) и е₂ (t)- погрешности воспроизведения функций синуса и косинуса на цифро-частотном генераторе. Такое превышение погрешности во времени позвспяет 20 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 разряд 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^п), при отрицательном - (-1). Для получения знаковой и информационной частей кодов функций синуса и косинуса используются коды знаковых разрядов в момент переполнежя.G - j io Ct) <3t. o «J (t) is the frequency of harmonic oscillations. niy; (i) and e ₂ (t) are the errors in reproducing the functions of the sine and cosine on a digital-frequency generator. Such an excess of the error in time allows 20 to make a correction by limiting the amplitude of the oscillations from above when the specified amplitude value is exceeded, i.e. when the registers 1 and 2 are overflowed, the maximum amplitude modulo is recorded in them. An overflow sign appears at the output of the adder modulo two. Its inputs are two signed bits and registers (using a modified code). If correction is necessary, the maximum amplitude is recorded in the corresponding register, i.e. with a positive register overflow - (1-2 ^p ), with a negative - (-1). To obtain the sign and information parts of the codes of the sine and cosine functions, the codes of sign digits at the time of overflow are used.

В генераторе -максимальное время накапливания погрешности равно половине периода. Таким образом, погрешность не превышает £ i i ^п , где η - разрядность кода гармонической функции.In the generator, the maximum accumulation time of the error is equal to half the period. Thus, the error does not exceed £ ii ⁿ , where η is the width of the code of the harmonic function.

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.Thus, as a result of the correction, the error in the proposed device does not accumulate, while in the known device it is integrated throughout the entire operation time of the device and can reach a significant value.

сум-⁵⁰ ^(^)=^)-^^(1)] ’ где Ή - приращение аргумента.sum ⁵⁰ ^ (^) = ^) - ^^ (1)] 'where Ή is the increment of the argument.

При начальных условиях F/(0) = 0, F 1^(0) = 1 решением системы уравнений ляется . F (t)x Sin <ut , F^(t) = COSU)-t Регистры 3 и 4 соответственно с . маторами 5 и 6 составляют два накапливающих сумматора. Регистры 1 и 2 соответственно с сумматорами 5 и 6 выполняют функции реверсивных счетчиков.Under the initial conditions, F / (0) = 0, F 1 ^ (0) = 1 by solving the system of equations. F (t) x Sin <ut, F ^ (t) = COSU) -t Registers 3 and 4, respectively. Mathors 5 and 6 comprise two accumulating adders. Registers 1 and 2, respectively, with adders 5 and 6 perform the functions of reversible counters.

В блоках 1-6 возбуждаются гармонические колебания с искажениями по амплитуде. Так как в качестве преобразова-, теля код-частота используется накаплива-In blocks 1-6, harmonic oscillations with distortions in amplitude are excited. Since the code-frequency is used as a converter,

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 39О52О, кл. G Об F 1/02, 1972.1. USSR author's certificate No. 39О52О, cl. G About F 1/02, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР Mb 726535, кл. G 06 F 15/32, 1978 (прототип).2. The author's certificate of the USSR Mb 726535, cl. G 06 F 15/32, 1978 (prototype).