Генератор цифрового синусоидального сигнала с заданием амплитуды
DIGITAL SINUSOID SIGNAL GENERATOR WITH AMPLITUDE SETTING

Изобретение относится к цифровой преобразовательной технике и может быть использовано для синтеза цифрового кода синусоиды с заданием амплитуды в электроприводах постоянного и переменного тока с цифровым управлением.
Известны цифровые генераторы синусоидальных сигналов (Патент РФ №2108657, Н03В 19/12, опубл. 10.04.1998), в котором на основе четырехразрядного счетчика импульсов в коде Грея формируются управляющие сигналы, коммутирующие эталонные сигналы отрезков синусоиды, которые в свою очередь сформированы набором функционально-взвешенных источников тока.
Основным недостатком данного устройства является наличие дискретного способа преобразования в сочетании с аналоговым, что не обеспечивает точности и симметрии формирования синусоиды, при отсутствии цифрового выхода требуемой разрядности.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является устройство (Патент РФ №2670028, Н03В 19/00, опубл. 17.10.2018, БИПМ №29), в котором используется цифровое формирование симметричной синусоиды с возможностью наращивания разрядности выходного сигнала.
Однако в данном устройстве отсутствует возможность изменения амплитуды синусоиды.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей за счет формирования цифрового синусоидального сигнала с изменяемой амплитудой.
Это достигается тем, что в устройство генератора цифрового синусоидального сигнала с заданием амплитуды, содержащее задающий тактовый генератор, счетчик импульсов двоичного кода, делитель-счетчик по модулю шесть, логический блок, двухканальный вентиль, введен генератор прямоугольных импульсов с изменяемой частотой, выход которого поступает на вход блока синхронизации, выходы которого соединены с первыми входами двухканального вентиля, выход которого соединен с первыми входами блока управления реверсом счета, вторые входы которого соединены с выходами делителя на два, выходы блока управления реверсом счета поступают на вход двоичного реверсивного счетчика импульсов, выходы которого являются цифровым кодом синусоиды с изменяемой амплитудой.
На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы его работы.
Генератор цифрового синусоидального сигнала с заданием амплитуды (фиг. 1) содержит задающий генератор прямоугольных импульсов фиксированной частоты 1, генератор прямоугольных импульсов с изменяемой частотой для задания амплитуды 2, блок синхронизации 3, k-разрядный счетчик двоичного кода 4, делитель-счетчик по модулю шесть 5, двухканальный вентиль 6, логический блок 7, делитель на два 8, блок управления реверсом счета 9, реверсивный счетчик двоичного кода 10.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
T
A
A1
A2
A3
T
A
A
k
1
2
3
k
k
Импульсы стабильной частоты ƒ = const с задающего генератора и импульсы с изменяемой частотой ƒ=(ƒ, ƒ, ƒ, …) поступают на вход блока синхронизации для разнесения по времени фронтов переключения импульсов задания амплитуды и импульсов фиксированной частоты 3. С выхода блока синхронизации по времени 3 импульсы с частотой ƒ' поступают на вход двоичного счетчика 2, где k - разрядность и импульсы частотой ƒ' и ƒ'/2 на первые входы вентиля 6. Выход старшего разряда a счетчика 4 поступает на вход делителя-счетчика по модулю шесть, работающего в трехфазном коде 5, выходные цифровые сигналы которого являются входами логического блока 7 и делителя на два 8. На выходе логического блока 7 формируются сигналы q и q в соответствии с заданными математическими соотношениями параметров: , которые поступают на вторые входы двухканального вентиля 6. Вентиль 6 формирует на своем выходе чередующуюся последовательность импульсов р, которые поступают на первые входы блока управления реверсом счета 9. В блоке 8 осуществляется деление на два частоты сигнала m имеющий на выходе прямой и инверсный сигналы, которые поступают на вторые входы блока управления реверсом счета 9, который представляет собой два двухвходовых элемента ИЛИ и используется для формирования сигналов +1 и -1 на суммирование и вычитание соответственно, которые поступают на входы двоичного реверсивного счетчика импульсов разрядностью 2, выходы которого являются шинами выходного сигнала.
1
2
k-1
k-2
k
A
Таким образом, на шинах выходного сигнала появляется цифровой код y, у, … y,  и y, y с законом изменения, близким к синусоидальному, амплитуда которого является максимальной при частотах ƒ=ƒт.
Все преобразования в устройстве выполняются в дискретном виде и возможна полная реализация в интегральном исполнении, а также изменение разрядности и амплитуды выходного кода.