DE1194899B

DE1194899B - Anordnung zur digitalen Erzeugung von periodischen Wellenzuegen beliebiger, vorgegebener Wellenform

Info

Publication number: DE1194899B
Application number: DEST22233A
Authority: DE
Inventors: Stuart Seymour Hill; Hector Thomas Prior; Petts Wood
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1963-06-14
Filing date: 1964-06-09
Publication date: 1965-06-16

Description

Anordnung zur digitalen Erzeugung von periodischen Wellenzügen beliebiger, vorgegebener Wellenform Die Erfindung bezieht sich auf die digitale Erzeugung von periodischen Wellenzügen beliebiger, vorgegebener Wellenform.
Für eine Reihe von Anwendungsfällen, z.- B. für die Synthese von Klängen oder die Trägererzeugung für Trägerfrequenzanlagen ist es wünschenswert, Wellenzüge erzeugen zu können, deren Kurvenform in gewünschter Weise verändert werden kann.
Die Erfindung setzt sich nun zur Aufgabe, eine Anordnung zur digitalen Erzeugung von periodischen Wellenzügen beliebiger Kurvenform anzugeben.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Periode T der zu erzeugenden Wellenzüge in eine vorgegebene Anzahl m von Abschnitten aufgeteilt wird, daß hierbei die Anzahl m so gewählt wird, daß die der Dauer jedes dieser Abschnitte entsprechende Frequenz größer ist als die der höchsten in dem zu erzeugenden Wellenzuge enthaltenden Harmonischen, daß ferner der Energieinhalt jedes dieser m Teilabschnitte nachgebildet wird durch Impulse gleichen Energieinhalts, die in einer Ringzählkette mit m Stufen, die durch einen auf der Folgefrequenz - schwingenden Pulsgenerator gesteuert wird und deren Stufen 1 ... m im durchgeschalteten Zustand ein Potential abgeben, dadurch erzeugt werden, daß Einstellglieder 13 das an den Ausgängen 12 der Stufen 1 . -. . m auftretende Potential zu Impulsen entsprechenden Energieinhalts umformen.
Die Erfindung soll nun an Hand der Figuren eingehend beschrieben werden. Hierbei zeigt F i g. 1 ein Beispiel einer zu realisierenden Wellenform, F i g. 2 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung zur Erzeugung einer solchen Wellenform.
In der F i g. 1 stellt der mit A bezeichnete Kurvenzug eine nichtsinusförmige Wellenform mit der Wiederholungsperiode T dar. Die Reihe von mit 1...10 bezeichneten Rechtecken ist eine Impulsfolge, bei der jeder Impuls eine Impulsdauer von aufweist, wobei m einen vorgegebenen Wert darstellt, der im Beispiel mit 10 gewählt wurde. Die Dauer jedes Impulses ist gleich, und zwar dagegen ist die Amplitude der einzelnen Impulse so eingeregelt, daß durch sie die Hüllkurve des gewünschten Wellenzuges nachgebildet wird. Ein so erzeugter Wellenzug enthält nun einen Anteil an der der Impulsbreite entsprechenden Frequenzen In der Regel wird man daher die Anzahl der Ausschreibeimpulse m so wählen, daß die durch sie entstehende Frequenz höher liegt als die Frequenz der höchsten Komponente des darzustellenden Wellenzuges. Dann kann sie leicht durch ein Filter eliminiert werden.
Eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung beliebiger Wellenformen ist in F i g. 2 als Beispiel dargestellt. Sie besteht im wesentlichen aus einem in bistabilen Kreise enthaltenden Ringzähler. Bei dem Beispiel ist m wieder gleich 10 gewählt. Die bistabilen Kreise können dabei aus an sich bekannten Kaltkathodenstufen oder bistabilen Multivibratoren bestehen. Dieser Ringzähler wird durch Impulse mit der Wiederholungsfrequenz eines Steuergenerators gesteuert. Klemme 11 ist in F i g. 1 der Eingang für diese Steuerimpulse. Ein solcher Ringzähler mit Kaltkathodenröhren ist beispielsweise in dem Artikel von G. H. H o u g h und D. S. R i d 1 e r, »Multicathode gas-tube counters« in der Zeitschrift »Electrical Communicators«, September 1950, beschrieben. Jeder Steuerimpuls schaltet den Zähler um eine Stufe weiter. Es wird jeweils nur eine Stufe der Reihe nach durchgeschaltet. Jede Stufe hat einen Ausgang, an dem z. B. bei gesperrter Stufe das Potential nicht, bei durchgeschalteter positives bzw. negatives Potential ansteht. In der F i g. 2 sind diese Ausgänge mit 12 bezeichnet. Jeder Ausgang 12 ist mit einem Einstellglied 13 verbunden, durch das das am Ausgang 12 bei durchgeschalteter Stufe anstehende Potential auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann. Als Einstellglieder 13 können Dämpfungsglieder oder Verstärkerstufen dienen. Die Ausgänge dieser Einstellglieder 13 sind durch eine Leitung 14 miteinander verbunden und liegen an der Ausgangsklemme 16.
Bei Bedarf kann zwischen Leitung 14 und Ausgangsklemme 16 ein Tiefpaß 15 eingeschaltet werden. Die in F i g.1 dargestellten Impulse weisen gleiche Polarität auf, so daß der entstehende Wellenzug eine Gleichstromkomponente erhält, die man in bekannter Weise eliminieren kann. Wenn man Stufen verwendet, die an ihrem Ausgang ein positives oder negatives Potential im Durchschaltzustand aufweisen, können Wellenfarmen ohne Gleichstromkomponente erhalten werden.
In der bisher beschriebenen Anordnung wiesen die die gewünschte Wellenform ausschreibenden Impulse unterschiedlicher Amplitude aber gleiche Impulslänge auf. Zu dem gleichen Resultat gelangt man aber auch, wenn man hierzu Impulse gleicher Amplitude aber unterschiedlicher Impulsdauer verwendet. In der Anordnung nach F i g. 2 werden hierzu die Einstellglieder 13 durch monostabile Multivibratoren ersetzt, deren Durchschaltzeit in an sich bekannter Weise einstellbar ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Anordnung zur digitalen Erzeugung von periodischen Wellenzügen beliebiger, vorgegebener Wellenform, dadurch gekennzeichnet, daß die Periode T der zu erzeugenden Wellenzüge in eine vorgegebene Anzahl m von Abschnitten aufgeteilt wird, daß hierbei die Anzahl m so gewählt wird, daß die der Dauer jedes dieser Abschnitte entsprechende Frequenz - größer ist als die der höchsten in dem zu erzeugenden Wellenzug enthaltenden Harmonischen, daß ferner der Energieinhalt jedes dieser m Teilabschnitte nachgebildet wird durch Impulse gleichen Energieinhalts, die in einer Ringzählkette mit m Stufen, die durch einen auf der Folgefrequenz schwingenden Pulsgenerator gesteuert wird und deren Stufen (1 ... m) im durchgeschalteten Zustand ein Potential abgeben, dadurch erzeugt werden, daß Einstellglieder (13) das an den Ausgängen (12) der Stufen (1 ... m) auftretende Potential zu Impulsen entsprechenden Energieinhalts umformen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellglieder (13) aus Dämpfungsreglern oder Verstärkerstufen einstellbaren Verstärkungsgrades bestehen, an deren Ausgänge Impulse der Impulsdauer und durch die Einstellglieder (13) einstellbaren Amplitude auftreten.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellglieder (13) aus monostabilen Multivibratoren einstellbarer Durchschaltezeit bestehen, an deren Ausgänge Impulse gleicher Amplitude aber einstellbarer Impulsdauer auftreten.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ausgängen (14) der Einstellglieder (13) und Geräteausgang (16) ein Tiefpaßfilter (15) eingeschaltet ist, daß die Steuerfrequenz sperrt.