CS219047B1 - Zapojení číslicového funkčního generátoru - Google Patents

Description

(54) Zapojení číslicového funkčního generátoru

Vynález se týká zapojení číslicového funkčního generátoru pro generování časově proměnných signálů s libovolným průběhem nastavitelným pomocí vzorků signálu uložených v číslicové paměti s lineární aproximací výstupního signálu.

Dosud známá 'zapojení číslicových funkčních generátorů využívají pro generování libovolných průběhů číslicovou paměť vzorků signálu typu ROM nebo RAM s připojeným D-A převodníkem. Výstupní signál z D-A převodníku je v tomto případě schodovitou aproximací požadovaného signálu se značným obsahem nežádoucích harmonických kmitočtů. Obsah nežádoucích harmonických složek lze omezit buď zvýšením kapacity paměti, nebo filtrací signálu. Zvýšení kapacity paměti komplikuje nastavování požadovaných průběhů, kde je třeba zadávat větší počet hodnot vzorků signálu a navíc omezuje maximální dosažitelnou frekvenci. Filtrace signálu způsobuje chyby fáze výstupního signálu a přináší další problémy při požadavku na přeladění filtrů.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení číslicového funkčního generátoru s lineární aproximací výstupního signálu, které obsahuje generátor referenčního kmitočtu, řídicí obvod číslicovou paměť vzorků signálu typu ROM nebo RAM, číslicovou vyrovná219047 vací paměť, číslicovou odečítačku, D-A převodník hodnoty, D-A převodník rozdílu a integrátor s přepínáním režimů Integrace a nastavení výstupní hodnoty. Jeho podstata spočívá v tom, že první vstup integrátoru pro nastavovanou hodnotu je spojen s výstupem prvního D-A převodníku hodnoty, jehož vstup je připojen na první výstup vyrovnávací paměti a druhý vstup integrátoru pro integrované napětí je spojen s výstupem druhého D-A převodníku rozdílu, jehož vstup je spojen s výstupem číslicové odečítačky, na jejíž první vstup je připojen první výstup vyrovnávací paměti a na druhý vstup je připojen druhý výstup vyrovnávací paměti. Třetí vstup integrátoru pro přepínání režimů Integrace a nastavení hodnoty je připojen na čtvrtý výstup řídicího obvodu. První vstup vyrovnávací paměti je připojen na první výstup číslicové paměti vzorků a druhý a třetí řídicí vstup vyrovnávací pamětí je připojen na druhý a třetí výstup řídicího obvodu. Vstup pro· výběr z číslicové paměti vzorků je připojen na první číslicový výstup řídicího obvodu, na jehož první vstup je připojen výstup generátoru referenčního kmitočtu a na druhý číslicový vstup je připojena vstupní hodnota určující frekvenci výstupního signálu.

Předností zapojení funkčního generátoru podle vynálezu je snížení obsahu nežádoucích harmonických kmitočtů ve spektru výstupního signálu bez použití výstupního filtru a bez zvýšení nároků na kapacitu paměti vzorků signálu při zachování poměrné jednoduchosti zapojení a při dosažení vysoké přesnosti., stability a reprodukovatelnosti .nastavení amplitudy, frekvence i fáze výstupního signálu.

Zapojení funkčního generátoru podle vynálezu je blíže objasněno na příkladu provedení podle připojeného výkresu, na němž je znázorněno jeho blokové schéma.

Funkční generátor je tvořen generátorem referenční frekvence 1, jehož výstup 11 je připojen na vstup 25 řídicího obvodu 2, jehož první výstup 21 je připojen na vstup 31 výběru z paměti 31 číslicové paměti vzorků 3, druhý výstup 22 je připojen na druhý řídicí vstup 43 číslicové vyrovnávací paměti 4, třetí výstup 23 na třetí řídicí vstup 44 vyrovnávací číslicové paměti 4 a čtvrtý výstup 24 řídicího obvodu 2 je připojen na třetí řídicí vstup 83 pro přepínání integrátoru 8. Na číslicový vstup 26 řídicího obvodu 2 je připojena číslicová hodnota 9 reprezentující v lineární formě zakódovanou hodnotu poměru referenční frekvence a požadované výstupní frekvence vynásobeného jistou konstantou danou kapacitou paměti vzorků. Výstup 32 paměti vzorků 3 je připojen na vstup 45 vyrovnávací paměti 4, jejíž první výstup 41 je připojen na vstup 51 prvního D-A převodníku 5 a zároveň na první vstup 61 odečítačky 6 a druhý výstup 42 je připojen na druhý vstup 62 odečítačky 6, jejíž výstup 63 je připojen na vstup 71 druhého D-A převodníku 7. První vstup 81 pro nastavovanou hodnotu integrátoru 8 je připojen na výstup 52 D-A převodníku 5 a druhý vstup 82 pro integrované napětí integrátoru 8 je připojen na výstup 72 D-A převodníku 7. Výstup 84 integrátoru 8 je současně i výstupem signálu 10 z funkčního generátoru.

Během generování jedné periody výstupního signálu 10 je pomocí řídicího signálu z výstupu 24 cyklicky přepínán integrátor 8 z režimu nastavení hodnoty, při kterém hodnota napětí na výstupu 84 sleduje napětí přivedené na vstup 81, do režimu integrace, kdy integrátor 8 integruje napětí ze vstupu 82 s frekvencí danou referenčním kmitočtem. Délka časového* intervalu, v němž probíhá nastavení, je dána řídicím obvodem 2 a je podstatně menší než doba integrace a výstupní signál 10 je potom aproximací požadovaného signálu pomocí lineárních úseků proložených mezi hodnoty dvou vzorků signálu. Ná výstupu 52 D-A převodníku hodnoty 5 se vytváří vždy napětí odpovídající číslicové hodnotě (i + LJ-vého vzorku, která se přivádí na vstup 51 převodníku z výstupu vyrovnávací paměti 4. Na výstupu 72 D-A převodníku rozdílu 7 se vytváří napětí odpovídající rozdílu číslicových hodnot (i + l)-vého a (i)-tého vzorku, který je vytvořen, na výstupu 63 číslicové odečítačky 6, na jejíž vstupy 61, 62 se vedou číslicové hodnoty menšence, tedy (i + 4- l)-vého vzorku, z výstupu 41 a me-nšitele, tedy (i)-tého vzorku, z výstupu 42 vyrovnávací paměti 4. Časování výběru z paměti vzorků 3 je řízeno výběrovým signálem na vstupu 31, kam je přiveden z výstupu 21 řídicího Obvodu 2, který dále pomocí signálů na výstupech 22, 23 řídí ukládání číslicových hodnot vzorků (i) a (i + 1) do vyrovnávací paměti 4, kam jsou tyto hodnoty přivedeny pomocí vstupu 45 z výstupu 32 paměti vzorků 3. Řídicí obvod 2 řídí výběr po sobě následujících vzorků signálu (i) a (i+ 1) pomocí výběrového signálu na výstupu 21 v závislosti na požadované hodnotě výstupní frekvence zadané číslicovou hodnotou 9» která je přivedena na vstup 26 podle vzorce pro výstupní frekvenci kde

N je hodnota daná kapacitou paměti, [9] je číslicová hodnota 9 a (f_REF je referenční kmitočet přivedený na vstup 25 řídicího obvodu 2.

Podle velikosti hodnoty 9 jsou tedy vybírány buďto všechny vzorky signálu z paměti, nebo jsou některé vynechávány, čímž je ovládána výstupní frekvence při konstantní frekvenci přepínání režimů integrátoru.

Funkční generátor podle vynálezu je vhodný pro aplikace v měřicích systémech jako zdroj signálů s libovolným číslicově nastavitelným průběhem a vysokou přesností a stabilitou amplitudy, frekvence i fáze výstupního signálu při zachování nízkého obsahu nežádoucích harmonických kmitočtů.

Claims (1)

1. PREDMET

   Zapojení číslicového funkčního generátoru s lineární aproximací výstupního signálu, vyznačující se tím, že první vstup (81) integrátoru (8) pro nastavovanou hodnotu je spojen s výstupem (52) D-A převodníku (5) hodnoty, jehož vstup (51) je připojen na první výstup (41) číslicové vyrovnávací paměti a druhý vstup (82) integrátoru pro integrované napětí je spojen s výstupem (72) D-A převodníku (7) rozdílu, jehož vstup (71) je spojen s výstupem (63) číslicové odečítačky (6), na jejíž první vstup ('61) je připojen první výstup (41) číslicové vyrovnávací paměti (4) a na druhý vstup (62) je připojen druhý výstup (42) číslicové vyrovnávací paměti (4) a třetí vstup (83) pro přepínání režimů integrace a nastavení hodnoty integrátoru (8) je připojen na čtvrvynalezu tý výstup (24) řídicího obvodu (2), přičemž první vstup (45) číslicové vyrovnávací paměti (4) je připojen na první výstup (32) číslicové paměti (3) vzorků signálu a druhý (43) a třetí (44) řídicí vstup číslicové vyrovnávací paměti (4) je připojen na druhý (22) a třetí (23) výstup řídicího obvodu (2) a vstup (31) pro výběr z číslicové paměti (3) vzorků signálu (3) je připojen na první číslicový výstup (21) řídicího obvodu (2), na jehož první vstup (25) je připojen výstup (11) generátoru referenčního kmitočtu (1) a na druhý číslicový vstup (26) je připojena vstupní hodnota (9) určující frekvenci výstupního signálu (10), který se vytváří na výstupu (84) integrátoru