DE3312796A1 - DIGITAL OSCILLATOR FOR GENERATING COMPLEX SIGNALS - Google Patents

DIGITAL OSCILLATOR FOR GENERATING COMPLEX SIGNALS

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DE3312796A1 DE19833312796 DE3312796A DE3312796A1 DE 3312796 A1 DE3312796 A1 DE 3312796A1 DE 19833312796 DE19833312796 DE 19833312796 DE 3312796 A DE3312796 A DE 3312796A DE 3312796 A1 DE3312796 A1 DE 3312796A1
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Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH PTL-UL/Bl/häLicentia Patent-Verwaltungs-GmbH PTL-UL / Bl / hä

Theodor-Stern-Kai 1 UL 82/218Theodor-Stern-Kai 1 UL 82/218

D-6000 Frankfurt 70D-6000 Frankfurt 70

Digitaler Oszillator zur Erzeugung komplexer SignaleDigital oscillator for generating complex signals

Die Erfindung betrifft einen digitalen Oszillator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie er z. B. aus der DE-OS 30 07 907 bekannt ist.The invention relates to a digital oscillator according to the The preamble of claim 1, as z. B. from DE-OS 30 07 907 is known.

Insbesondere für digitale Empfänger, welche als Quadraturempfänger arbeiten, werden Oszillatoren benötigt, die ein komplexes digitales Sinus-/Cosinussignal abgeben. Naheliegend und bekannt ist es, die entsprechenden Sinus- und Cosinuswerte in ROM-Tafeln abzuspeichern. Bei Empfängern mit großer Bandbreite und hoher Auflösung erfordert dies jedoch einen enormen Speicheraufwand.Especially for digital receivers, which are used as quadrature receivers work, oscillators are required that emit a complex digital sine / cosine signal. Obvious and it is known to save the corresponding sine and cosine values in ROM tables. With recipients large bandwidth and high resolution requires this however, an enormous amount of memory required.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen digitalen Oszillator der eingangs genannten Art anzugeben, der bei großer Bandbreite und holier Frequenzauflösung einen minimalen Gesamtaufwand an Speicherplatz und Rechenschaltungen erfordert.The object of the invention is therefore to provide a digital oscillator of the type mentioned at the outset, which is used in wide bandwidth and a minimal frequency resolution Total expenditure on storage space and computing circuits requires.

- 6 - UL 82/218- 6 - UL 82/218

Die Erfindung ist im Patentanspruch. 1 gekennzeichnet. Die weiteren Ansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungen der Erfindung.The invention is in the claim. 1 marked. the further claims contain advantageous developments and embodiments of the invention.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Als Ausführungsbeispiel wird ein Oszillator beschrieben, der mit einer Datenrate von T. = 100 MHz Wertepaare cos (2T kf"M/f.)., sin (2π. kfw/f.) an einen Mischer liefern soll. Die Mischfrequenz f„ soll 0 ^ fM ^ 30 MHz, die Frequenzauflösung 10 Hz betragen.The invention is explained in more detail below with reference to the figures. As an exemplary embodiment, an oscillator is described which is intended to supply pairs of values cos (2T kf "M / f.)., Sin (2π. Kfw / f.) To a mixer at a data rate of T. = 100 MHz. The mixing frequency f" is intended 0 ^ f M ^ 30 MHz, the frequency resolution is 10 Hz.

FIG. 1 zeigt ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Oszillators. Das Rechenwerk ist in drei Stufen RWI bis RWIII aufgebaut. Bei allen Verbindungen ist jeweils die Anzahl der Bitleitungen angegeben. Die unterstrichenen Werte beziehen sich auf die weiter unten beschriebene zweite Ausführung mit RWII . Von einem Bedienteil ausFIG. 1 shows a block diagram of the invention Oscillator. The arithmetic unit is structured in three stages RWI to RWIII. For all connections is the Number of bit lines specified. The underlined values refer to those described below second version with RWII. From a control panel

CiCi

erhält der Oszillator den Wert f,./f, als Dualzahl in der N M A -the oscillator receives the value f,. / f, as a binary number in the N M A -

Form ^> ß.2 ' übermittelt. Beim Ausführungsbeispiel muß.Form ^> ß.2 'transmitted. In the embodiment must.

N = 24 sein, um den sich ergebenden Wertebereich abzudecken. Eine digitale .Rechenschalturtg, realisiert durch einen überlaufenden Integrator, bildet aus dem Wert fM/f. die Wertefolge x(k) = ((kfM/fA) modulo 1). x(k) stellt den nicht ganzzahligen Teil von kfM/f. dar und es giltN = 24 to cover the resulting range of values. A digital .Rechenschalturtg, realized by an overflowing integrator, forms from the value f M / f. the sequence of values x (k) = ((kf M / f A ) modulo 1). x (k) represents the fractional part of kf M / f. and it applies

M 0£x(k)<l. Aus x(k), dargestellt durch ]5^α.2~χ, imM 0 £ x (k) <l. From x (k), represented by] 5 ^ α.2 ~ χ , im

i = l X Ausführungsbeispiel ist M = 21, wird mit Hilfe der Stufen RWI, RWII und RWIII die Wertefolge sin(2TOc(k)), cos(2roc(k)) berechnet, die wegen der Periodizität von Sinus und Cosinus bezüglich 2 K bereits dem gewünschten Oszillatorsignal entspricht. Es werden die Symmetrieeigenschaften von Sinus und Cosinus ausgenutzt, und die Berechnung von sin(2 Hx(k)), cos(2Ttx(k)) auf den Wert von sin(2 KST(k) ) und cos(2Ux(k)) mit 0έ x(k) <1/8 zurückgeführt. Welchei = l X embodiment is M = 21, the value sequence sin (2TOc (k)), cos (2roc (k)) is calculated with the help of the stages RWI, RWII and RWIII, which because of the periodicity of sine and cosine with respect to 2 K already corresponds to the desired oscillator signal. The symmetry properties of sine and cosine are used, and the calculation of sin (2 Hx (k)), cos (2Tt x (k)) on the value of sin (2 KST (k)) and cos (2Ux (k) ) with 0 έ x (k) <1/8. which

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Funktion den einzelnen Stufen des Rechenwerks dabei zukommt, ergibt sich aus der nachfolgend gegebenen mathematischen Formulierung der Zusammenhänge. Der Algorithmus zur Berechnung des Wertepaares sin(2 7tx(k)), cos (2 7tx(k) ) kann durchThe function of the individual stages of the arithmetic unit arises from the following mathematical formulation of the relationships. The algorithm for calculating the pair of values sin (2 7tx (k)), cos (2 7tx (k)) can through

^1II / (~^II [fjixW mod 2"3' Ot3)J , (X1, Ot2, Ot3J beschrieben werden, mit den Funktionen^ 1II / ( ~ ^ II [fjixW mod 2 " 3 'Ot 3 ) J, (X 1 , Ot 2 , Ot 3 J are described with the functions

„ / x(k) mod 2~3 für Ot = 0“/ X (k) mod 2 ~ 3 for Ot = 0

mod 2~J, Ot ) : = J J mod 2 ~ J , Ot): = J J

"-* (_ 2""-x(k) mod 2~° für Ot = 1"- * (_ 2" "- x (k) mod 2 ~ ° for Ot = 1

: = /_sin(2 rtx(k)) , cos(2Kx(k))J: = / _sin (2 rtx (k)), cos (2Kx (k)) J

- i^ii [sin(2 TCx(k) ) , cos (2 TTxOk)) , a^ a2, a3 I folgt der in FIG. 2 angegebenen Funktionstabelle. Ot., Ot und 0t„- i ^ ii [sin (2 TCx (k)), cos (2 TTxOk)), a ^ a 2 , a 3 I follows the one shown in FIG. 2 specified function table. Ot., Ot and 0t "

1 ώ J1 ώ J

entsprechen den ersten 3 Bit der Dualdarstellung voncorrespond to the first 3 bits of the dual representation of

21 -i -321 -i -3

x(k) = > α.·2 und x(k) mod 2 ist identisch mit X = Ix (k) => α. · 2 and x (k) mod 2 is identical to X = I

^> Ot. 2 . Entsprechend sind in FIG. 1 die Bitleitungen ^> Ot. 2. Accordingly, in FIG. 1 the bit lines

aufgeteilt und Ot1 bis ot„ gemäß den angegebenen Funktionen als Steuereingänge den Stufen RWI bzw. RWIII zugeführt.divided and Ot 1 to ot "fed as control inputs to the stages RWI or RWIII according to the specified functions.

Eine einfache Ausführung der ersten Stufe RWI ist in FIG. 3 dargestellt, bestehend aus einem Multiplexer MUXl und einem Komplementbildner (2er Kompl.). Der MultiplexerA simple implementation of the first stage RWI is shown in FIG. 3 shown, consisting of a multiplexer MUX1 and a complement builder (2 compl.). The multiplexer

— 3 gibt in Abhängigkeit von Ot den Wert χ = χ mod 2 bzw. dessen 2er-Komplement aus.- 3 gives the value χ = χ mod 2 resp. its 2's complement.

Eine einfache Ausführung der dritten Stufe RWIII zeigt FIG. 4t. Sie besteht im wesentlichen aus zwei Multiplexern MUX2 und MUX3 sowie zwei Komplementbildnern in je einem Dateneingang der Multiplexer. Nach der Funktiontabelle ausA simple implementation of the third stage RWIII shows FIG. 4t. It essentially consists of two multiplexers MUX2 and MUX3 as well as two complementing devices in one data input each of the multiplexer. According to the function table

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PIG. 2 können die Ausgangswerte sin(2TCx) bzw. cos(2Ttx) in Abhängigkeit von Ot α OC die vier Werte ±sin(2 TCaOj ±cos(2 KSc) annehmen. Diese Werte liegen dementsprechend jeweils an den Dateneingängen beider Multiplexer an, abgeleitet aus den Werten sin(2 TtSc) und cos (2 Tt >Q, die von der zweiten Stufe RWII geliefert werden.PIG. 2 the output values can be sin (2TCx) or cos (2Ttx) depending on Ot α OC the four values ± sin (2 TCaOj Assume ± cos (2 KSc). These values are accordingly at the data inputs of both multiplexers, derived from the values sin (2 TtSc) and cos (2 Tt> Q, which are derived from of the second stage RWII.

Im Ausführungsbeispiel scheidet für die zweite Stufe RWII eine auf den ersten Blick naheliegende Tabellenlösung zur Bestimmung von sin(2 TIx) und cos (2 TC-SQ aus, weil dafür noch ein Speicheraufwand von 2 k—Bit benötigt würde. Es werden daher zwei vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben, die eine Realisierung der' zweiten Stufe mit minimalem Gesamtaufwand erlauben.In the exemplary embodiment, RWII separates for the second stage at first glance an obvious table solution for determining sin (2 TIx) and cos (2 TC-SQ, because for this a memory requirement of 2 k bits would still be required. It two advantageous developments of the invention are therefore specified, which implement the 'second stage allow with minimal overall effort.

FIG. 5 zeigt eine Ausführungsform der ersten.vorteilhaften *-5 Weiterbildung der Erfindung. Sie basiert auf einer Reihenentwicklung für Sinus und Cosinus:FIG. 5 shows an embodiment of the first advantageous * -5 further development of the invention. It is based on a series development for sine and cosine:

sin(2Ttx) = sin(2K(x'-h+h))«» sin(2Tt(xVh) ) + cos (2Tt(x-h) ) *2Tth cos (2TtSc) = cos(2Tt(x-h+h) ) «* cos (2Tt(x-h) ) - sin(2Tt(x-h)) '2TTh.sin (2Ttx) = sin (2K (x'-h + h)) «» sin (2Tt (xVh)) + cos (2Tt (x-h)) * 2Tth cos (2TtSc) = cos (2Tt (x-h + h)) «* cos (2Tt (x-h)) - sin (2Tt (x-h)) '2TTh.

Der Fehler ist dabei kleiner oder gleich = und kannThe error is less than or equal to = and can

durch geeignete Aufteilung von χ in (x-h) und h genügend klein gehalten werden. Die Werte sin(2Tt(x-h) ) und cos (2Tt(JC-Ii) ) werden mit Hilfe zweier Tabellen, Sinus-ROM und Cosinus-ROM, bestimmt. Da Sc-h eine wesentlich kürzere Dualdarstellung als jc hat, ergeben sich nun vernünftige ROM-Größen. Außer diesen Tabellen sind zur Berechnung noch drei Multiplikationen, 1 Komplementbildung und zwei Additionen erforderlich: Im Multiplizierer Ml wird h mit 2Tt multipliziert, in M2 bzw. M3 das Produkt aus 2Tth und den Ausgangswerten der ROMs gebildet. In den Addierern ADDlsufficient distribution of χ in (x-h) and h can be kept small. The values sin (2Tt (x-h)) and cos (2Tt (JC-Ii)) are calculated using two tables, Sinus-ROM and cosine ROM. Since Sc-h has a much shorter dual representation than jc, reasonable ones now result ROM sizes. In addition to these tables, there are three multiplications, one complement and two for the calculation Additions required: In the multiplier Ml, h is multiplied by 2Tt, in M2 or M3 the product of 2Tth and the Output values of the ROMs formed. In the adders ADDl

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und ADD2 werden schließlich die Werte entsprechend der vorgenannten Reihenentwicklung zusammengefaßt. Das "R" in den Multiplizierern bedeutet, daß die Ausgangswerte gerundet werden. Die in FIG. 5 angegebene Aufspaltung vonand ADD2, the values are finally combined according to the aforementioned series development. The "R" in the multipliers means that the output values are rounded. The in FIG. 5 specified splitting of

21 . 11 . ' 21 .21. 11. '21.

Sc = ZI I2"1 in x^h = SI ä.S"1 undMi = ^I *·2~Χ Sc = ZI I2 " 1 in x ^ h = SI ä.S" 1 and Mi = ^ I * · 2 ~ Χ

i=4 X . i=4 Xi = 12 X i = 4 X. i = 4 X i = 12 X

ist optimal im Sinne eines minimalen Gesamtaufwandes.is optimal in the sense of a minimal total effort.

FIG. 6 zeigt eine Ausführungsform der zweiten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung. Ihr liegt die Berechnung von sin(2Ttx) und cos(2n5?) nach einem iterativen Verfahren zur Umrechnung von Polarkoordinaten (r, ψ) in kartesische Koordinaten (x, y) zugrunde. Bei dem Verfahren wird z=x +jy = r cos φ + jr sin ψ schrittweise durch denFIG. 6 shows an embodiment of the second advantageous development of the invention. It is based on the calculation of sin (2Ttx) and cos (2n5?) Using an iterative method for converting polar coordinates (r, ψ) into Cartesian coordinates (x, y). In the process, z = x + jy = r cos φ + jr sin ψ is gradually passed through the

Vektor ζ = χ + jy angenähert. Beginnend mit χ = r und η η η · . οVector ζ = χ + jy approximated. Starting with χ = r and η η η ·. ο

y = 0 wird beim η-ten Iterationsschritt der Vektor ζ „ = χ " + jy . um den Winkel /!" = ± arctan 2~n auf ζ n-1 n-1 dJn-l , · !"y = 0 in the η-th iteration step the vector ζ "= χ" + jy. by the angle /! " = ± arctan 2 ~ n on ζ n-1 n-1 dJ nl, ·! "

zugedreht. In welche Richtung gedrehit. wird, hängt jeweils davon ab, ob der erreichte Differenzjwinkelturned off. In which direction rotated. will depend on each depends on whether the difference angle reached

= 4> - / If zwischen ζ und ζ einen positiven oder= 4> - / If between ζ and ζ a positive or

η ·*■—— β m η ιη · * ■ —— β m η ι

m = l Im = l I

negativen Wert angenommen hat. Das Verfahren konvergiert, weil/Δψ I * arctan 2~ gegen Null strebt. Mit den Ausgangswerten r = 1 und Φ = 2TCx* ergibt sich eine Approximation für cos (2Kx) und sin(2K5c). Mathematisch läßt sich der n-te Iterationsschritt wie folgt darstellen:has assumed a negative value. The method converges because / Δψ I * arctan 2 ~ tends towards zero. The output values r = 1 and Φ = 2TCx * result in an approximation for cos (2Kx) and sin (2K5c). Mathematically, the nth iteration step can be represented as follows:

π Jyn " v n-1 Jyn-l'π Jy n " v n-1 Jy n-l '

- 10 - UL 82/218- 10 - UL 82/218

Λ.Λ.

j ) · tan j ) tan

n-1 n-1n-1 n-1

mit sign( jf" ) = sign(27tx - ^> fm) = sign(x- / /2π).with sign ( jf ") = sign (27tx - ^> f m ) = sign (x- > · / / 2π).

m=l m=l 'm = l m = l '

Wegen tan /^" J = 2 sind zur Berechnung von χ und y keine echten Multiplikationen, sondern nur Schiebeoperationen erforderlich. Da die Stellenzahl von vornherein festliegt, können sie durch entsprechende Verdrahtung ausgeführt werden. Die Multiplikationen mit cos jf" werden bereits im ersten Iterationsschritt berücksichtigt. Auch hierzu reicht mit zulässigem Fehler eine Schiebeoperation aus. Gemäß der angegebenen Beziehung ist zur Berechnung von χ , y und sign(/^ ) jeweils eine Addition bzw. Subtraktion notwendig.Because of tan / ^ "J = 2, no real multiplications are required to calculate χ and y, only shift operations. Since the number of digits is fixed from the start, they can be carried out through appropriate wiring. The multiplications with cos jf" are already performed in the first iteration step considered. Here, too, a shift operation is sufficient with a permissible error. According to the given relationship, an addition or subtraction is necessary to calculate χ, y and sign (/ ^).

Um den Iterationsfehler genügend klein zu halten, sind beim Ausführungsbeispiel insgesamt 17 Iterationsschritte vorgesehen.In order to keep the iteration error sufficiently small, in the exemplary embodiment a total of 17 iteration steps intended.

In der Ausführung nach FIG. 6 sind die ersten fünf Iterationsschritte durch Tafeln SIN-ROM und COS-ROM ersetzt.In the embodiment according to FIG. 6 are the first five iteration steps replaced by SIN-ROM and COS-ROM panels.

8 23 8 23

Dazu wird χ in Sc-h = > S.2~x und h = > δί. 2"1 aufge-For this purpose, χ becomes in Sc-h = > S.2 ~ x and h = > δί. 2 " 1 recorded

i=4 x i=9 x i = 4 x i = 9 x

spalten. Sc-h dient als Adresse für die Sinus-/Cosinus-columns. Sc-h serves as the address for the sine / cosine

tafel. Die Iteration geht also aus von x_ = k · cos (2Tt(x-h) )blackboard. The iteration is based on x_ = k cos (2Tt (x-h))

und y_ = k · sin (2ft(Sc-h))
5
and y_ = k sin (2ft (Sc-h))
5

17 17 _m 17 17 _ m

mit k = TT~~ cos y = "T7~ cos(arctan(2 )). m=6 m=6with k = TT ~~ cos y = "T7 ~ cos (arctan (2)). m = 6 m = 6

Diese Werte werden entsprechend der oben angegebenen Iterationsformel in den Addierern (+) der folgenden Stufen miteinander verknüpft. Die der Multiplikation mit tanThese values are added to the adders (+) of the following stages in accordance with the iteration formula given above linked together. The multiplication by tan

- 11 - UL 82/218- 11 - UL 82/218

entsprechenden Schiebeoperationen sind in FIG. 6 durch Kreise angedeutet. Vor den Schiebeoperationen wird sign(/" ) berücksichtigt, in der Figur mit VZ bezeichnet. Im rechten Teil der FIG. 6 wird zu h jeweils der Wert /" /2Tt addiert, und zwar wird je nach dem in der vorherigen Stufe erreichten Vorzeichen VZ der Summe der Wert + —corresponding shift operations are shown in FIG. 6 indicated by circles. Before the shift operations sign (/ ") taken into account, denoted by VZ in the figure. In the right part of FIG. 6 becomes the value / "/ 2Tt for h added, depending on the sign VZ of the sum reached in the previous stage, the value + -

—m—M

. arctan 2" .... oder - r-z— addxert.. arctan 2 ".... or - rz- addxert.

dt 71 German 71

1Z1Z

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Claims (8)

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH PTL-UL/Bl/hä Theodor-Stern-Kai 1 UL 82/218 D-6000 Frankfurt 70 PatentansprücheLicentia Patent-Verwaltungs-GmbH PTL-UL / Bl / hä Theodor-Stern-Kai 1 UL 82/218 D-6000 Frankfurt 70 patent claims 1.) Digitaler Oszillator zur Erzeugung komplexer Signale1.) Digital oscillator for generating complex signals der Form cos (2rtk f M/f A> + (j) sin (2UkfM/fA> mit der Taktfrequenz f. und der Oszillatorfrequenz fM, wobei ausof the form cos (2rtk f M / f A > + (j) sin (2Ukf M / f A > with the clock frequency f. and the oscillator frequency f M , where from Ά ι Ι Ά ι Ι der als Dualzahl anstehenden Frequenzinformation fM/f. mittels eines überlaufenden Integrators die Signalfolge the frequency information f M / f present as a binary number. the signal sequence by means of an overflowing integrator x(k) = (kfM/fA) mod 1,x (k) = (kf M / f A ) mod 1, dual dargestellt durch ^> α.2~x ,dual represented by ^> α. 2 ~ x , i = l x i = l x gebildet und diese mit Hilfe von abgespeicherten Sinus- und Cosinustafeln in einem Rechenwerk in die Signalfolgen . cos (2TCk fM/f . ) = cos/"(2rtk fM/f A ) mod 2π7 = cos/~2π( (k f M/f A ) mod 1)7 MA "- MAJ L- MA J formed and these with the help of stored sine and cosine tables in an arithmetic unit in the signal sequences. cos (2TCk f M / f.) = cos / "(2rtk f M / f A ) mod 2π7 = cos / ~ 2π ((kf M / f A ) mod 1) 7 MA" - MA J L- MA J undand sin<2TCk fM/f. ) = sin f(2nk fM/f A ) mod 2π] = sinf27T:((k fM/f . ) mod 1)7sin <2TCk f M / f. ) = sin f (2nk f M / f A ) mod 2π] = sinf27T: ((kf M / f.) mod 1) 7 M-A u MA ·* u MA -»M - A u MA * u MA - » umgerechnet werden, dadurch gekennzeichent, daß das Rechenwerk aus drei Stufen (RWI, RWII1, , RWIII) besteht,be converted, characterized in that the arithmetic unit consists of three levels (RWI, RWII 1 ,, RWIII), - deren erste Stufe (RWI) in Abhängigkeit vom Wert des Bits Or.,, welcher an einen Steuereingang dieser Stufe gelegt ist, den Ausgangswert jc(k) bildet nach folgender Vorschrift- its first stage (RWI) depending on the value of the bit Or. ,, which is connected to a control input of this stage is placed, the output value jc (k) forms according to the following Regulation UL 82/218UL 82/218 x(k) mod 2x (k) mod 2 ,-3, -3 mod 2mod 2 für α = 0for α = 0 .2~3-x-(k) mod 2~3 für α = 1;.2 ~ 3 -x- (k) mod 2 ~ 3 for α = 1; - deren zweite Stufe (RWII. /o) aus dem Wert x(k) ein komplexes Sinus-y/Cosinus-Wertepaar bildet gemäß der Funktion- whose second stage (RWII. / o ) forms a complex sine-y / cosine value pair from the value x (k) according to the function T11 (x(k)): = [sin (2 π ^(k)), cos (2 π x(k))l ;T 11 (x (k)): = [sin (2π ^ (k)), cos (2π x (k)) l; - und deren dritte Stufe (RWIII) in Abhängigkeit von den Werten der Bits OC1, (X2, (X.,, welche an Steuereingänge dieser Stufe gelegt sind, aus dem Wertepaar J_sin (2itx(k)), cos (2TCx(k))J ein Wertepaar [sin (2 Ttx(k)), cos (2Tt x(k))~j bildet gemäß der folgenden FunktionstabelIe- and its third stage (RWIII) depending on the values of the bits OC 1 , (X 2 , (X. ,, which are applied to the control inputs of this stage, from the value pair J_sin (2itx (k)), cos (2TCx ( k)) J forms a value pair [sin (2 Ttx (k)), cos (2Tt x (k)) ~ j according to the following table of functions SteuereingängeControl inputs CX2CX2 α3 α 3 Ausgang 1Exit 1 Ausgang 2Exit 2 αϊαϊ 00 00 sin(2 Tt χ)sin (2 Tt χ) cos(2 πχ)cos (2 πχ) 00 00 11 sin(2 π χ)sin (2 π χ) cos(2 π χ)cos (2 π χ) 00 τ-Ιτ-Ι 00 cos (2 Tt χ)cos (2 Tt χ) sin(2Tt 5c)sin (2Tt 5c) 00 11 11 cos(2 π χ)cos (2 π χ) -sin(2 Tt χ)-sin (2 Tt χ) 00 00 0 ■0 ■ sin(2 Tt χ)sin (2 Tt χ) -cos (2 π Sc)-cos (2 π Sc) 11 00 11 -sin(2 π χ)-sin (2 π χ) -cos(2 π χ)-cos (2 π χ) 11 11 00 -cos(2 η χ)-cos (2 η χ) -sin(2 π χ)-sin (2 π χ) 11 11 τ-Ιτ-Ι -cos (2 KSt) -cos (2 KSt) sin(2 Tt χ)sin (2 Tt χ) 11 -sin(2 Tt SO-sin (2 Tt SO cos(2 π χ) cos (2 π χ)
(FIG. 1)(FIG. 1)
2. Digitaler Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stufe (RWI) des Rechenwerks aus einem Multiplexer (MUXl) mit zwei Dateneingängen, einem Datenausgang und einem Steuereingang besteht, und daß an den einen Dateneingang die Bits tt, bis (X der Dualdar-2. Digital oscillator according to claim 1, characterized in that the first stage (RWI) of the arithmetic unit a multiplexer (MUXl) with two data inputs, a data output and a control input, and that on the one data input the bits tt, to (X of the binary stellung x(k) = ^> 0L.2~X direkt, an den anderen Dateneingang über einen Komplementbildner (2er Kompl.) gelegt sind (FIG. 3). ,position x (k) = ^> 0L.2 ~ X directly, to the other data input via a complement generator (2 compl.) are placed (FIG. 3). , - 3 - UL 82/218- 3 - UL 82/218 3. Digitaler Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Stufe (RWIII) des Rechenwerks aus zwei Multiplexern (MUX2, MUX3) mit jeweils vier Dateneingängen, jeweils einem Datenausgang und jeweils drei Steuereingängen besteht, und daß die von der zweiten Stufe (RWII) gelieferten Werte sin (2Ttx) und cos (2 Tt Sc) jeweils zum einen direkt und zum anderen über Komplementbildner (2er Kompl.) an die Dateneingänge der beiden Multiplexer (MUX2, MUX3) gelegt sind (FIG. 4).3. Digital oscillator according to claim 1, characterized in that that the third stage (RWIII) of the arithmetic unit consists of two multiplexers (MUX2, MUX3) each with four data inputs, there is one data output and three control inputs each, and that of the second Step (RWII) delivered values sin (2Ttx) and cos (2 Tt Sc) on the one hand directly and on the other hand via complementary (2er compl.) Are placed on the data inputs of the two multiplexers (MUX2, MUX3) (FIG. 4). 4. Digitaler Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der zweiten Stufe (RWII ) des Rechenwerks der Wert x(k) aufgespalten wird in einen Wert (x-h) und einen Wert h, daß nur die Sinus- und Cosinuswerte für (x-h) in Tafeln abgespeichert sind, und daß die zweite Stufe (RWII1) das Wertepaar £sin(2 rtx(k) ) , cos (2 Tt 5c(k) )^| nach folgender Vorschrift berechnet:4. Digital oscillator according to claim 1, characterized in that before the second stage (RWII) of the arithmetic unit, the value x (k) is split into a value (xh) and a value h, that only the sine and cosine values for (xh ) are stored in tables, and that the second stage (RWII 1 ) contains the value pair £ sin (2 rtx (k)), cos (2 Tt 5c (k)) ^ | calculated according to the following rule: sin(2llx) * sin(2 π (x-h) ) + cos (2 Tt (x-h) ) ·2 π h cos (2 itx) * cos (2 π (x-h) ) - sin (2 Tt (x-h) )-2lth .sin (2llx) * sin (2 π (xh)) + cos (2 Tt (xh)) 2 π h cos (2 itx) * cos (2 π (xh)) - sin (2 Tt (xh)) - 2lth. 5. Digitaler Oszillator nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch folgenden Aufbau:5. Digital oscillator according to claim 4, characterized by the following structure: - der Wert (x-h) ist zum einen einer Sinus-Tafel (Sinus-ROM), zum anderen einer Cosinus-Tafel (Cosinus-ROM) als Adresse zugeführt, die Tafeln geben die Werte sin(2 Tt (x-h) ) bzw. cos (2 π (x-h) ) ab;- the value (x-h) is on the one hand a sine table (sine ROM), on the other hand a cosine table (cosine ROM) supplied as an address, the tables give the values sin (2 Tt (x-h)) or cos (2 π (x-h)); - der Wert h ist einem ersten Multiplizierer (Ml) zur Multiplikation mit 2 Tt zugeführt; das Ergebnis ist je einem zweiten und dritten Multiplizierer (M2, M3) zur Multiplikation mit dem Wert sin (2 Tt (x-h)) bzw. cos (2 Tt (x-h) ) zugeführt;- The value h is fed to a first multiplier (Ml) for multiplication by 2 Tt; the result is ever a second and third multiplier (M2, M3) for multiplication by the value sin (2 Tt (x-h)) or cos (2 Tt (x-h)) supplied; - 4 - UL 82/218- 4 - UL 82/218 der Ausgangswert des dritten Multiplizierers (M3) und der Wert sin(2 π (Sc-h) ) sind weiter einem ersten Addierer (ADDl) zur Addition zugeführt;the output value of the third multiplier (M3) and the value sin (2 π (Sc-h)) are further a first adder (ADDl) supplied for addition; - der Ausgangswert des zweiten Multiplizierers (M2) ist nach Komplementbildung (2er Kompl.) und der Wert cos (2 Tt (x-h)) weiter einem zweiten Addierer (ADD2) zur Addition zugeführt (FIG. 5).- The output value of the second multiplier (M2) is after the complement formation (2's compl.) and the value cos (2 Tt (x-h)) is also fed to a second adder (ADD2) for addition (FIG. 5). 6. Digitaler Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Stufe (RWII ) des Rechenwerks die Berechnung des Wertepaares (jsin(2 π x) , cos(2Ttx)J nach einem iterativen Verfahren zur Umrechnung von Polarkoordinaten (r, ψ) in kartesische Koordinaten (x = r cos ψ, y = r sin ψ) erfolgt, mit r = 1 und ψ = 2πχ (FIG. 6).6. Digital oscillator according to claim 1, characterized in that in the second stage (RWII) of the arithmetic unit the calculation of the value pair (jsin (2 π x), cos (2Ttx) J according to an iterative process for converting polar coordinates (r, ψ) into Cartesian coordinates (x = r cos ψ, y = r sin ψ) takes place, with r = 1 and ψ = 2πχ (FIG. 6). 7· Digitaler Oszillator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von χ =1 und y =0 beim n-ten Iterationsschritt der. Vektor ζ . = χ .. + j y * um den7 · Digital oscillator according to Claim 6, characterized in that, starting from χ = 1 and y = 0 in the nth iteration step of the. Vector ζ . = χ .. + jy * around the n-1 n-1 ° Jn-1n-1 n-1 ° J n-1 Winkel J^ = ± arctan 2 auf den Vektor .Angle J ^ = ± arctan 2 on the vector. ζ = cos(2tcx) + j 3ΐη(2πχ) zugedreht wird, wobei die Drehrichtung in Abhängigkeit vom Vorzeichen des Differenz-ζ = cos (2tcx) + j 3ΐη (2πχ) is turned off, whereby the direction of rotation depending on the sign of the difference n-1n-1 winkeis Δ«Ρ = 2 π χ- 5~~ t gewählt wird.angle Δ «Ρ = 2 π χ- 5 ~~ t is chosen. η *—u m
m=l
η * - u m
m = l
8. Digitaler Oszillator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eingangs der zweiten Stufe (RWII ) der Wert x(k) in zwei Werte (x"-h) und h aufgespalten wird und daß die Iteration ausgehend von x_ = cos (2π(χ-1ι)) und y_ = sin (2 TC(x-h) ) erfolgt, wobei die Sinus- und Cosinuswerte für (x-h) in Tafeln (SIN-ROM, COS-ROM) abgespeichert sind (FIG. 6).8. Digital oscillator according to claim 7, characterized in that at the beginning of the second stage (RWII) the value x (k) is split into two values (x "-h) and h and that the iteration is based on x_ = cos (2π ( χ-1ι)) and y_ = sin (2 TC (xh)) takes place, the sine and cosine values for (xh) being stored in tables (SIN-ROM, COS-ROM) (FIG. 6).
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