RU2568391C1 - Generator of sinusoidal signal - Google Patents
Generator of sinusoidal signal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2568391C1 RU2568391C1 RU2014115783/08A RU2014115783A RU2568391C1 RU 2568391 C1 RU2568391 C1 RU 2568391C1 RU 2014115783/08 A RU2014115783/08 A RU 2014115783/08A RU 2014115783 A RU2014115783 A RU 2014115783A RU 2568391 C1 RU2568391 C1 RU 2568391C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- code
- frequency
- output
- clock
- input
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- 101150105063 Ufc1 gene Proteins 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 210000003041 ligament Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в измерительной аппаратуре для синтеза синусоидальных сигналов.The present invention relates to automation and computer technology and can be used in measuring equipment for the synthesis of sinusoidal signals.
Известен генератор синусоидального сигнала (Высокоскоростной синтезатор синусоидальных сигналов прямого синтеза) [Пат. 2326492 Российская Федерация: Н03В 19/12. Высокоскоростной синтезатор синусоидальных сигналов прямого синтеза / Богатырский С.В., Гончаров А.В., Колунтаев Е.Н., Шеляпин Е.С.- №2006142978/09; заявл. 04.12.2006; опубл. 10.06.2008], содержащий устройство выбора частот, выходы которого подключены к первому входу первого N-разрядного сумматора и второму входу второго N-разрядного сумматора, а также последовательно соединенные генератор тактовой частоты и делитель частоты на два, выходы которых подключены к третьим и вторым входам первого, второго и третьего регистров сдвига соответственно. Выход первого регистра подключен к первому входу второго сумматора, выход которого соединен с первым входом второго регистра, к первому входу третьего регистра сдвига и ко второму входу первого сумматора, выход которого соединен с первым входом первого регистра. Выход третьего регистра через первое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), а выход второго регистра через второе ПЗУ подключены соответственно к первому и второму входам мультиплексора, выход которого соединен с цифроаналоговым преобразователем (ЦАП). Выход делителя частоты на два подключен к третьему входу мультиплексора.Known generator of a sinusoidal signal (High-speed synthesizer of sinusoidal signals of direct synthesis) [US Pat. 2326492 Russian Federation: Н03В 19/12. High-speed synthesizer of sinusoidal signals of direct synthesis / Bogatyrsky S.V., Goncharov A.V., Koluntaev E.N., Shelyapin E.S.- No. 2006142978/09; declared 12/04/2006; publ. 06/10/2008], comprising a frequency selection device, the outputs of which are connected to the first input of the first N-bit adder and the second input of the second N-bit adder, as well as serially connected clock generator and frequency divider into two, the outputs of which are connected to the third and second the inputs of the first, second and third shift registers, respectively. The output of the first register is connected to the first input of the second adder, the output of which is connected to the first input of the second register, to the first input of the third shift register and to the second input of the first adder, the output of which is connected to the first input of the first register. The output of the third register through the first read-only memory (ROM), and the output of the second register through the second ROM are connected respectively to the first and second inputs of the multiplexer, the output of which is connected to a digital-to-analog converter (DAC). The output of the frequency divider into two is connected to the third input of the multiplexer.
Недостатком данного генератора синусоидального сигнала является то, что при увеличении диапазона генерируемых частот происходит усложнение схемы за счет увеличения разрядности сумматоров, регистров и увеличения объема ПЗУ.The disadvantage of this sinusoidal signal generator is that with an increase in the range of generated frequencies, the circuit becomes more complex due to an increase in the capacity of the adders, registers and an increase in the volume of the ROM.
Известен генератор синусоидального сигнала (цифровой вычислительный синтезатор) [Пат. 3654450 США: G06G 07/00, G06F 01/02, G06F 01/03, G06G 07/28, Н03К 04/00, Н03С 01/00, Н03С 03/00, Н03К 04/02, H04L 27/12, H04L 27/10, H04L 27/00, H04L 27/20, G06f 15/34. Digital signal generator synthesizer / Webb J. - №05/025,348; заявл. 03.04.1970; опубл. 04.04.1970], являющийся прототипом предлагаемого изобретения и содержащий последовательно соединенные устройство формирования кода частоты генерируемого сигнала (УФК), сумматор, аккумулятор фазы, выход которого соединен с вторым входом сумматора, ПЗУ и ЦАП. К входу тактирования аккумулятора фазы подключен генератор тактовых импульсов.A known generator of a sinusoidal signal (digital computer synthesizer) [US Pat. 3654450 USA: G06G 07/00, G06F 01/02, G06F 01/03, G06G 07/28, H03K 04/00, H03C 01/00, H03C 03/00, H03K 04/02, H04L 27/12, H04L 27 / 10, H04L 27/00, H04L 27/20, G06f 15/34. Digital signal generator synthesizer / Webb J. - No. 05/025,348; declared 04/03/1970; publ. 04/04/1970], which is the prototype of the invention and contains a series-connected device for generating the generated signal frequency code (UFC), an adder, a phase accumulator, the output of which is connected to the second input of the adder, ROM and DAC. A clock generator is connected to the clock input of the phase accumulator.
Этот генератор синусоидального сигнала работает следующим образом. На вход сумматора, подключенного к УФК, поступает значение кода приращения фазы Δφ при каждом такте сигнала генератора тактовых импульсов. На каждом такте значение с выхода сумматора защелкивается в аккумуляторе фазы. При этом код с выхода аккумулятора поступает на второй вход сумматора. Таким образом, значение на выходе аккумулятора постоянно увеличивается на при каждом такте тактирующего сигнала. Происходит это до тех пор, пока сумматор не переполнится, после чего значение на выходе сумматора скачком уменьшается и начинается увеличиваться снова. В результате на выходе аккумулятора постоянно имеем мгновенные значения фазы генерируемого сигнала, т.е. мгновенные значения аргумента функции. Применив таблицу значений функции косинуса, выполненную на ПЗУ, преобразуем значения фазы в амплитудные значения синтезируемого сигнала. В дальнейшем, значение с выхода ПЗУ попадают на вход ЦАП, который преобразует код амплитуды в аналоговый сигнал.This sinusoidal signal generator operates as follows. The input of the adder connected to the UFK receives the value of the phase increment code Δφ at each clock cycle of the signal of the clock generator. At each cycle, the value from the output of the adder is latched into the phase accumulator. In this case, the code from the battery output goes to the second input of the adder. Thus, the value at the output of the battery is constantly increasing at each cycle of the clock signal. This happens until the adder overflows, after which the value at the output of the adder decreases abruptly and begins to increase again. As a result, at the battery output, we constantly have instantaneous phase values of the generated signal, i.e. instantaneous values of the function argument. Applying the table of values of the cosine function performed on the ROM, we convert the phase values into the amplitude values of the synthesized signal. Further, the value from the output of the ROM goes to the input of the DAC, which converts the amplitude code into an analog signal.
Значения кода приращение фазы Δφ рассчитываются по формуле (1):The code values of the phase increment Δφ are calculated by the formula (1):
где fout - частота генерируемого сигнала,where f out is the frequency of the generated signal,
fG - частота импульсов генератора тактовых импульсов,f G is the pulse frequency of the clock generator,
N - разрядность сумматора и аккумулятора.N - bit capacity of the adder and battery.
Максимальная частота fmax, генерируемая устройством, равна половине частоты тактирования схемы.The maximum frequency f max generated by the device is equal to half the clock frequency of the circuit.
Недостатком прототипа является то, что при расширении диапазона генерируемых частот происходит усложнение схемы генератора за счет увеличения разрядности сумматора и аккумулятора фазы и увеличения объема ПЗУ.The disadvantage of the prototype is that when expanding the range of generated frequencies, the generator circuit becomes more complex due to an increase in the bit capacity of the adder and phase accumulator and an increase in the ROM volume.
Это следует из того, что минимальная генерируемая частота fmin равнаThis follows from the fact that the minimum generated frequency f min is
Формулу (2) получаем, выражая из формулы (1) частоту генерируемого сигнала fout и подставляя минимальное приращение фазы равное 1. Как сказано выше, максимальная частота равна половине частоты тактирования. Таким образом, при сохранении одинаковой частоты тактирования, исходя из формулы (2), имеем, что для расширения частотного диапазона (уменьшения минимально генерируемой частоты) необходимо увеличивать разрядность сумматора и аккумулятора. Также следует отметить, что минимальная генерируемая частота является также значением шага перестройки частоты Δf.We obtain formula (2) by expressing from the formula (1) the frequency of the generated signal f out and substituting the minimum phase increment equal to 1. As mentioned above, the maximum frequency is equal to half the clock frequency. Thus, while maintaining the same clock frequency, based on formula (2), we have that in order to expand the frequency range (decrease the minimum generated frequency), it is necessary to increase the bit capacity of the adder and battery. It should also be noted that the minimum generated frequency is also the value of the frequency tuning step Δf.
Задачей (техническим результатом) предлагаемого изобретения является расширение частотного диапазона при сохранении разрядности сумматора и аккумулятора фазы и объема ПЗУ.The objective (technical result) of the present invention is to expand the frequency range while maintaining the capacity of the adder and accumulator phase and volume of the ROM.
Для достижения поставленной задачи в генератор синусоидального сигнала, содержащий последовательно соединенные сумматор, аккумулятор фазы, выход которого соединен с вторым входом сумматора, ПЗУ, ЦАП и ФНЧ, а также УФК и генератор тактовых импульсов, введены устройство преобразования (УП) кода частоты генерируемого сигнала в код приращения фазы и в код частоты тактовых импульсов по определенному закону (9), (10), (11), вход которого подключен к выходу устройства формирования кода частоты генерируемого сигнала, а первый его выход к первому входу сумматора, управляемый делитель (УД) частоты импульсов тактирования, вход которого подключен к второму выходу устройства преобразования кода частоты, его вход тактирования подключен к выходу генератора тактовых импульсов, выход - к входу тактирования аккумулятора фазы.To achieve this goal, a sinusoidal signal generator containing a series-connected adder, a phase accumulator, the output of which is connected to the second input of the adder, ROM, DAC and low-pass filter, as well as a UVC and a clock pulse generator, is equipped with a conversion unit (UP) of the frequency code of the generated signal in the phase increment code and the clock frequency code according to a certain law (9), (10), (11), the input of which is connected to the output of the device for generating the frequency code of the generated signal, and its first output to the first input adder controlled divider (LE) clock pulse frequency, whose input is connected to the second output of the frequency code conversion device, its clock input connected to the output of the clock, the output - to an input of phase accumulator clock.
На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.The drawing shows a functional diagram of the proposed device.
Предлагаемый генератор синусоидального сигнала содержит последовательно соединенные УФК 1, УП 2, сумматор (+) 3, аккумулятор фазы (А) 4, выход которого соединен со вторым входом сумматора 3, ПЗУ 5, ЦАП 6, а также генератор тактовых импульсов (Г) 7, УД 8, вход которого соединен со вторым выходом УП 2, а тактовый вход - с выходом генератора тактовых импульсов 7; вход тактирования аккумулятора 4 соединен с выходом УД 8.The proposed sinusoidal signal generator contains a series-connected UFK 1, UP 2, an adder (+) 3, a phase accumulator (A) 4, the output of which is connected to the second input of the adder 3, ROM 5, DAC 6, and a clock pulse generator (G) 7 , UD 8, the input of which is connected to the second output of unitary enterprise 2, and the clock input - with the output of the clock generator 7; the clock input of the battery 4 is connected to the output of the UD 8.
Генератор синусоидального сигнала работает следующим образом. Алгоритм работы связки: сумматор 3, аккумулятор фазы 4, ПЗУ 5, ЦАП 6, - точно такой же, как и в прототипе. Разница в том, что код приращения фазы Δφ формируется УП 2, а источником импульсов тактирования аккумулятора 4 служит выход УД 8, на котором частота тактовых импульсов fCLK равна:The sine wave generator operates as follows. The ligament operation algorithm: adder 3, phase 4 accumulator, ROM 5, DAC 6, is exactly the same as in the prototype. The difference is that the phase increment code Δφ is formed by UP 2, and the source of clock pulses of the battery 4 is the output of UD 8, on which the clock frequency f CLK is:
где К - код частоты fCLK, который поступает от УП 2 на вход УД 8 и принимающий целочисленные значения от 0 до М включительно, М - максимальное значение кода К, при котором fCLK принимает минимальное значение.where K is the frequency code f CLK , which comes from the UE 2 to the input of the UD 8 and takes integer values from 0 to M inclusive, M is the maximum value of the code K at which f CLK takes the minimum value.
При этом заменив в формуле (1) fG на fCLK (поскольку в предлагаемом генераторе синусоидального сигнала аккумулятор тактируется именно частотой fCLK), получаем:Moreover, replacing in the formula (1) f G with f CLK (since in the proposed generator of the sinusoidal signal the battery is clocked precisely by the frequency f CLK ), we obtain:
Подставляя в формулу (4) выражение (3), имеем:Substituting expression (3) in the formula (4), we have:
Определить зависимость минимально возможной выходной частоты генерируемого сигнала fmin и соответственно шаг перестройки частоты Δf от К можно выразив из формулы (5) fout и подставив вместо Δφ значение равное 1. Тогда получаем:It is possible to determine the dependence of the minimum possible output frequency of the generated signal f min and, accordingly, the frequency tuning step Δf on K by expressing f out from formula (5) and substituting a value of 1. instead of Δφ. Then we obtain:
Можно видеть, что каждому значению кода К будут соответствовать свои fmin и Δf.You can see that each value of the code K will have its own f min and Δf.
Если К=0 (fCLK принимает максимальное значение равное fG), то верхняя граница частотного диапазона устройства такая же, как и для прототипа, и равна половине частоты импульсов тактового генератора.If K = 0 (f CLK takes the maximum value equal to f G ), then the upper limit of the frequency range of the device is the same as for the prototype, and is equal to half the frequency of the clock pulses.
Если К=М (fCLK принимает максимальное значение равное fG/2M), то подставляя в формулу (6) К=М, получаем:If K = M (f CLK takes the maximum value equal to f G / 2 M ), then substituting K = M in formula (6), we obtain:
Таким образом, в предлагаемом генераторе синусоидального сигнала верхняя граница диапазона частот генерируемого сигнала такая же, как и для прототипа, а нижняя граница - в 2M раз меньше, чем у прототипа, т.е. происходит расширение частотного диапазона в 2M раз.Thus, in the proposed sinusoidal signal generator, the upper limit of the frequency range of the generated signal is the same as for the prototype, and the lower limit is 2 M times smaller than that of the prototype, i.e. the frequency range is expanded by 2 M times.
Из формулы (5) следует, что для того чтобы УФК 1 имело возможность определить код генерируемой частоты F как для минимальной частоты диапазона генерируемых частот, так и для максимальной, УФК 1 должна иметь выходную шину данных разрядностью (N+М). В этом случае УФК 1 рассчитывает частоту выходного сигнала генератора по формулеFrom formula (5) it follows that in order for UFC 1 to be able to determine the code of the generated frequency F both for the minimum frequency of the range of generated frequencies and for the maximum, UFC 1 must have an output data bus with a resolution of (N + M). In this case, UFK 1 calculates the frequency of the output signal of the generator according to the formula
То есть УФК 1 рассчитывает F точно так же, как УФК 1 рассчитывает Δφ в прототипе, если бы выходная шина данных имела разрядность (N+М).That is, UFC 1 calculates F in the same way that UFC 1 calculates Δφ in the prototype if the output data bus had a bit capacity (N + M).
Функцией УП 2 является преобразование кода F в коды Δφ и К. Происходит это по следующему принципу.The function of UP 2 is the conversion of the code F into the codes Δφ and K. This happens according to the following principle.
Изначально выведем взаимосвязь между Δφ и F в зависимости от fCLK, т.е. от кода К. Выражая fout из формул (5) и (8) и приравнивая полученные выражения, имеем:Initially, we derive the relationship between Δφ and F depending on f CLK , i.e. from code K. Expressing f out from formulas (5) and (8) and equating the resulting expressions, we have:
Данное выражение в двоичной системе счисления означает, что для получения Δφ значение кода F необходимо сдвинуть в сторону старших разрядов на количество разрядов равное К (при этом разрядность полученного значения в результате данной операции сохраняется равной (N+М)), тогда Δφ числено равно значению N старших разрядов после данной операции.This expression in the binary system means that in order to obtain Δφ the value of the code F must be shifted towards the higher digits by the number of digits equal to K (in this case, the bit depth of the obtained value as a result of this operation remains equal to (N + M)), then Δφ is numerically equal to the value N senior bits after this operation.
Таким образом, если fCLK=fG, то младшие М разрядов кода F игнорируются, а значение кода Δφ образуют старшие N разрядов кода F. По мере уменьшения fCLK количество игнорируемых младших разрядов уменьшается, а количество игнорируемых старших разрядов наоборот начинает расти. Когда код К достигает максимального значения равного М, соответственно fCLK=fG/2M, значение кода Δφ образуют младшие N разрядов кода F, а старшие М разрядов игнорируются. В итоге имеем, что значение кода Δφ образуют разряды кода F, начиная с младшего разряда номером (М-К) и заканчивая старшим разрядом номером ((N+М-1)-K).Thus, if f CLK = f G , then the lower M bits of the code F are ignored, and the value of the code Δφ is formed by the highest N bits of the code F. As f CLK decreases, the number of ignored low bits decreases, and the number of ignored high bits starts to increase. When the code K reaches a maximum value equal to M, respectively, f CLK = f G / 2 M , the value of the code Δφ is formed by the lower N bits of the code F, and the highest M bits are ignored. As a result, we have that the value of the code Δφ is formed by the bits of the code F, starting from the least significant digit with the number (M-K) and ending with the highest digit with the number ((N + М-1) -K).
Исходя из этого, опишем принцип определения значения кода К. Он заключается в следующем: код К формируется в зависимости от значения числа R, которое равно количеству разрядов кода F равных логическому нулю, считая со старшего разряда до первого разряда равного логической единице не включая его. Строго математически число R в зависимости от значения кода F можно рассчитать по формулеBased on this, we describe the principle of determining the value of the code K. It consists in the following: the code K is formed depending on the value of the number R, which is equal to the number of bits of the code F equal to logical zero, counting from the highest rank to the first bit equal to a logical unit, not including it. Strictly mathematically, the number R, depending on the value of the code F, can be calculated by the formula
где под скобками понимается операция округления в сторону меньшего [Р. Грэхем, Д. Кнут, О. Паташник. Конкретная математика. Основание информатики: Пер. с англ. / под ред. А.Б. Ходулев; пер. В.В. Походзей, А.Б. Ходулев. - М.: Мир, 1998. - 703 с].where the brackets refers to the operation of rounding down [R. Graham, D. Knut, O. Patashnik. Concrete math. The basis of computer science: Per. from English / ed. A.B. Khodulev; trans. V.V. Hike, A.B. Khodulev. - M .: Mir, 1998. - 703 s].
При этом отметим, что количество разрядов кода Δφ равных нулю, считая от старшего до первого разряда равного логической единице, не включая его, будет равно (R-К). Это следует из взаимосвязи между кодами Δφ и F, которая описана выше.It should be noted that the number of bits of the code Δφ equal to zero, counting from the highest to the first bit equal to a logical unit, not including it, will be equal to (R-К). This follows from the relationship between the codes Δφ and F, which is described above.
Если значение R меньше заданного в устройстве значения числа S, то значение кода К равно 0. S - натуральное число, значение которого определяется из соображений, описанных ниже.If the value of R is less than the value of S set in the device, then the value of the code K is 0. S is a natural number whose value is determined from the considerations described below.
Если значение R не меньше числа S, то К не равно 0. При этом генератор синусоидального сигнала задает такое значение К, при котором количество разрядов кода Δφ равных нулю, считая от старшего до первого разряда равного логической единице, не включая его, будет равно S. Т.е. если R больше S, то R-К=S или К=R-S. Это равенство выполняется, если R-S не больше максимального значения К-М.If the value of R is not less than the number S, then K is not 0. Moreover, the generator of the sinusoidal signal sets such a value of K that the number of bits of the code Δφ equal to zero, counting from the oldest to the first bit equal to a logical unit, not including it, will be equal to S . I.e. if R is greater than S, then R-K = S or K = R-S. This equality holds if R-S is not greater than the maximum K-M value.
Если (R-S) больше М, то устройство не может задать такое значение К, при котором количество разрядов кода Δφ равных нулю, считая от старшего до первого разряда равного логической единице, не включая его, будет равно S. В этом случае количество данных разрядов будет больше S, а значение кода К будет равно М.If (RS) is greater than M, then the device cannot set a value K such that the number of bits of the code Δφ equal to zero, counting from the oldest to the first bit equal to a logical unit, not including it, will be S. In this case, the number of these bits will be greater than S, and the value of the code K will be M.
Таким образом, получаем, что значение кода К определяется по формулеThus, we obtain that the value of the code K is determined by the formula
Из этого следует, что весь диапазон генерируемых частот предлагаемого генератора синусоидального сигнала можно условно разбить на интервалы в зависимости от значения К, т.е. зависимости от fCLK. При этом значения кода К будем считать номерами интервалов. В соответствии с формулой (6) каждый интервал будет характеризоваться своим шагом перестройки частоты Δf.From this it follows that the entire range of generated frequencies of the proposed sinusoidal signal generator can be arbitrarily divided into intervals depending on the value of K, i.e. depending on f CLK. In this case, the values of the code K will be considered the interval numbers. In accordance with formula (6), each interval will be characterized by its own frequency tuning step Δf.
В интервал с номером 0 попадают частоты fout, генерация которых происходит при fCLK=fG. Верхней частотой интервала является максимальная частота генерируемого сигнала fmax -fG/2, код F которой равен 2(N+M-1). Нижней границей интервала является частота равная fG/2S код F которой равен 2(N+M-(S+1). В соответствии с формулой (6) данный интервал характеризуется Δf, равным fG/2N.In the interval with number 0, the frequencies f out fall, the generation of which occurs at f CLK = f G. The upper frequency of the interval is the maximum frequency of the generated signal f max -f G / 2, the code F of which is 2 (N + M-1) . The lower boundary of the interval is the frequency equal to f G / 2 S whose code F is 2 (N + M- (S + 1) . In accordance with formula (6), this interval is characterized by Δf equal to f G / 2 N.
Последующие интервалы с номера от 1 до (М-1), с границами частот от fG/2(K+S) до fG/2(K+S-1), коды F которых лежат в диапазоне от 2(N+M-(K+S+1)) до (2(N+M-(K+S)-1), характеризуются Δf определимым по формуле (6).Subsequent intervals from numbers from 1 to (M-1), with frequency boundaries from f G / 2 (K + S) to f G / 2 (K + S-1) , whose F codes are in the range from 2 (N + M- (K + S + 1)) to (2 (N + M- (K + S) -1), are characterized by Δf definable by formula (6).
Последний интервал с номером М, с границами частот fG/2(K+S) до fmin=fG/2(N+M), коды F которых лежат в диапазоне от 1 до (2(N+M-(K+S)-1), характеризуется Δf определяемым по формуле (7).The last interval with the number M, with frequency boundaries f G / 2 (K + S) to f min = f G / 2 (N + M) , whose F codes lie in the range from 1 to (2 (N + M- (K + S) -1), characterized by Δf defined by formula (7).
Можно увидеть, что чем больше число S, тем меньшее количество значений кода F лежат в интервалах с номерами от 1 до М, и большее количество значений кода F лежат в интервале с номером 0. Т.е. чем больше число S, тем меньшее количество возможных частот для генерации можем задавать в интервалах с номерами от 1 до М, а для интервала с номером 0 наоборот. Это следует из того, что Δf не зависит от S для конкретного интервала, при этом при увеличении S границы интервалов сдвигаются в сторону низких частот. Следовательно, количество шагов перестройки уменьшается. Общее же количество возможных частот выходного сигнала генератора синусоидального сигнала уменьшается. Чем меньше значение числа S, тем большее количество возможных частот выходного сигнала для генерации имеется возможность задавать.You can see that the larger the number S, the smaller the number of values of the code F lie in the intervals with numbers from 1 to M, and the greater the number of values of the code F lie in the interval with the number 0. That is, the larger the number S, the smaller the number of possible frequencies for generation we can set in the intervals with numbers from 1 to M, and vice versa for the interval with number 0. This follows from the fact that Δf does not depend on S for a particular interval, and with increasing S, the boundaries of the intervals shift toward lower frequencies. Consequently, the number of adjustment steps is reduced. The total number of possible frequencies of the output signal of the sinusoidal signal generator decreases. The smaller the value of the number S, the greater the number of possible frequencies of the output signal for generation that can be set.
С другой стороны, чем меньше число S, тем меньшее количество тактов fCLK приходится на один период выходного сигнала генератора при переходе от одного интервала к другому, а значит падает качество генерируемого сигнала на границе интервала. Это следует из того, что, фактически, S определяет количество разрядов кода Δφ равных нулю, считая от старшего до первого разряда, равного логической единице, не включая его, для интервалов с номерами от 1 до (М-1). При переходе от одного интервала к другому первое значение Δφ в новом интервале будет равно (2N-S-1). Для данного кода количество тактов fCLK, приходящихся на один период выходного сигнала генератора, будет приблизительно равно 2S. При понижении частоты fout значение Δφ будет также уменьшаться до (2N-S-1). Для данного кода количество тактов fCLK, приходящихся на один период выходного сигнала генератора, будет равно 2S+1. При дальнейшем понижении частоты случится переход в следующий интервал и закономерности сохранятся, и так до интервала с номером М, в котором количество тактов fCLK, приходящихся на один период выходного сигнала генератора, будет равно от 2S до 2N.On the other hand, the smaller the number S, the smaller the number of clock cycles f CLK per one period of the output signal of the generator during the transition from one interval to another, which means that the quality of the generated signal at the boundary of the interval decreases. This follows from the fact that, in fact, S determines the number of bits of the code Δφ equal to zero, counting from the highest to the first bit equal to a logical unit, not including it, for intervals with numbers from 1 to (M-1). When moving from one interval to another, the first value of Δφ in the new interval will be equal to (2 NS -1). For this code, the number of clock cycles f CLK per one period of the generator output signal will be approximately 2 S. As the frequency f out decreases, Δφ will also decrease to (2 NS-1 ). For this code, the number of clock cycles f CLK per one period of the generator output signal will be 2 S + 1 . With a further decrease in the frequency, a transition to the next interval will occur and the patterns will be preserved, and so on until the interval with the number M, in which the number of clock cycles f CLK per one period of the generator output signal will be from 2 S to 2 N.
Отсюда следует, что S может принимать значения от 1 до (N-1), при этом, чем больше S, тем лучше качество генерируемого сигнала. Чем меньше S, тем большее количество частот fout есть возможность задавать для генерации.It follows that S can take values from 1 to (N-1), and the more S, the better the quality of the generated signal. The smaller S, the more frequencies f out there is the ability to set for generation.
Таким образом, за счет ведения в генератор синусоидального сигнала УП и УД происходит расширение частотного диапазона в 2M раз при сохранении разрядности сумматора и аккумулятора фазы и объема ПЗУ по сравнению с прототипом.Thus, by maintaining a sinusoidal signal UE and DD into the generator, the frequency range is expanded by 2 M times while maintaining the capacity of the adder and accumulator phase and volume of the ROM in comparison with the prototype.
Claims (1)
где S - натуральное число, принимающее значение от 1 до (N-1),
где под скобками понимается операция округления в сторону меньшего, вход которого подключен к выходу устройства формирования кода частоты генерируемого сигнала, а первый его выход - к первому входу сумматора, управляемый делитель частоты тактирования, вход которого подключен к второму выходу устройства преобразования кода частоты, его вход тактирования подключен к выходу генератора тактовой частоты, его выход - к входу тактирования аккумулятора фазы. A sinusoidal signal generator comprising a N-bit adder connected in series, an N-bit phase accumulator, the output of which is connected to the second input of the adder, a read-only memory and a digital-to-analog converter, as well as a device for generating a frequency code of the generated signal with F bits (N + M) and a generator clock pulses, characterized in that a device for converting the frequency code of the generated signal F into the phase increment code Δφ and into the clock frequency code K is introduced into it according to the laws:
where S is a natural number, taking a value from 1 to (N-1),
where скоб brackets mean a rounding operation to the smaller side, the input of which is connected to the output of the frequency code generating device of the generated signal, and its first output is to the first adder input, a controlled clock frequency divider, the input of which is connected to the second output of the frequency code conversion device, its clock input is connected to the output of the clock generator; its output is connected to the clock input of the phase accumulator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014115783/08A RU2568391C1 (en) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | Generator of sinusoidal signal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014115783/08A RU2568391C1 (en) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | Generator of sinusoidal signal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2568391C1 true RU2568391C1 (en) | 2015-11-20 |
Family
ID=54597951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014115783/08A RU2568391C1 (en) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | Generator of sinusoidal signal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2568391C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2670028C1 (en) * | 2017-07-18 | 2018-10-17 | Акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс" | Digital sine-wave generator |
| RU206092U1 (en) * | 2021-05-05 | 2021-08-23 | Акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс" | Three Phase Digital Sine Wave Generator with Phase Control |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1327288A1 (en) * | 1985-10-10 | 1987-07-30 | Предприятие П/Я Г-4173 | Frequency synthesizer |
| WO2011100387A1 (en) * | 2010-02-12 | 2011-08-18 | Bay Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Rom-based direct digital synthesizer with pipeline delay circuit |
| RU2490789C1 (en) * | 2012-07-18 | 2013-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Поволжский государственный технологический университет | Digital synthesiser of phase-modulated signals |
-
2014
- 2014-04-18 RU RU2014115783/08A patent/RU2568391C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1327288A1 (en) * | 1985-10-10 | 1987-07-30 | Предприятие П/Я Г-4173 | Frequency synthesizer |
| WO2011100387A1 (en) * | 2010-02-12 | 2011-08-18 | Bay Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Rom-based direct digital synthesizer with pipeline delay circuit |
| RU2490789C1 (en) * | 2012-07-18 | 2013-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Поволжский государственный технологический университет | Digital synthesiser of phase-modulated signals |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2670028C1 (en) * | 2017-07-18 | 2018-10-17 | Акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс" | Digital sine-wave generator |
| RU206092U1 (en) * | 2021-05-05 | 2021-08-23 | Акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс" | Three Phase Digital Sine Wave Generator with Phase Control |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2635278C1 (en) | Digital frequency synthesizer with high linearity of law of frequency variation | |
| RU2568391C1 (en) | Generator of sinusoidal signal | |
| CN109521992B (en) | A CORDIC Algorithm-based Linear Frequency Modulation Signal Generation Method Without Multiplier | |
| RU2358384C2 (en) | Digital synthesiser of frequency and phase modulated signals | |
| RU2682847C1 (en) | Digital synthesizer with m-shape law of frequency changes | |
| CN111756376B (en) | Signal sampling device, system and method | |
| WO2002091167A1 (en) | Random number generator | |
| RU2628216C1 (en) | Direct digital synthesizer with frequency modulation | |
| JPS62194722A (en) | Circulating detection oscillator | |
| RU2536385C1 (en) | Digital synthesiser for generating multi-frequency telegraphy signals | |
| RU2294054C1 (en) | Digital quadrature-output computing synthesizer | |
| RU2566962C1 (en) | Digital computational synthesiser of frequency-modulated signals | |
| RU2149503C1 (en) | Digital frequency synthesizer | |
| RU2030092C1 (en) | Digital frequency synthesizer | |
| RU2423782C1 (en) | Digital synthesiser of multiphase signals | |
| RU2491710C1 (en) | Frequency agile digital computational synthesiser | |
| RU2597670C1 (en) | Digital synthesizer of variable frequency | |
| RU2580444C1 (en) | Digital computational synthesiser of frequency-modulated signals | |
| RU2710990C1 (en) | Digital integrator | |
| US20090125576A1 (en) | Pade approximation convert circuit of direct digital frequency synthesizer | |
| US7598790B1 (en) | Clock synthesis using polyphase numerically controlled oscillator | |
| US8339160B2 (en) | Clock generating device and jitter reducing method in the clock generating device | |
| RU177630U1 (en) | The device for the formation of a multi-frequency quasi-noise signal | |
| RU2239281C2 (en) | Digital harmonic-wave synthesizer | |
| RU2756971C1 (en) | Digital computing synthesizer for information transmission |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180419 |