176883. lajstromszámú szabadalom • Periódikus jeleket előállító digitális jelgenerátor
3 176883 4 amelyek közül egyet vagy többet alkalmas egységekkel ki lehet választani. Az egymást követő óraimpulzusoknál a k növekményi értéket az 1 számláló összegzi és ennek összegzett értéke vagy annak egész számú része, amennyiben törtszám, olyan címkódot képez, amely a 3 tárban tárolt több jelérték egyikéhez tartozik. Szinuszos jel esetében a jelértékeket a szinusz jel egy periódusra vett értékei képezik, és ezek rendre a 4 digitál-analóg átalakítóra és az 5 szűrőre jutnak, és ennek kimenetén szinuszos hullámformájú kimeneti jel keletkezik. Ezt a működési elvet a további rajzok alapján részletesebben ismertetjük. A Shannon-féle elvvel összhangban a rekonstruálandó jelből legalább kétszeres jelfrekvenciával kell mintát venni. így, ha az 1. ábrán vázolt digitális jelgenerátornak f frekvenciájú szinuszos jelet kell a kimenetén létrehoznia, akkor a 3 tár tartalmát olyan F frekvenciával kell minta vételezni, amely 2f-fel egyenlő vagy annál nagyobb. Más szavakkal kifejezve, a 3 tár tartalmából minden jelperiódusban legalább kétszer kell mintát venni. Ha a 3 tárban egy jelperiódust N érték jellemez, akkor a k növekményi értéknek N/2-nél kisebbnek kell lennie. Ha a mintavételi frekvencia értéke azonos az F frekvenciával, és a 3 tárban levő N értékek mindegyikét minden jelperiódusban felhasználnánk, akkor a kimeneti f frekvencia F/N értékű lenne. Ha csak minden k-adik értéket használjuk fel, akkor minden jelperiódust N/k érték határoz meg, és ekkor az f kimeneti frekvencia kF/N értékű lesz. Megjegyezzük, hogy az az eset, amelynél minden értéket felhasználunk, a k=l esetnek felel meg. így, ha az F frekvencia és az N érték ismert, akkor egy adott f frekvencia esetében az alkalmas k növekményi érték a k=fN/F összefüggésből adódik. így, ha az F frekvenciának legalább 2f értékűnek kell lennie, akkor a k növekményi érték maximális értéke k=N/2 lehet, amit már korábban is megmutattunk. A k növekményi érték lehet egész vagy tört szám. Az 1 számláló összegzi a k növekményi érték egymásutáni értékeit, ameddig az összegnek az egész része N-nel lesz egyenlő, ami pedig a teljes jelperiódus mintavételezésének felel meg. Mihelyt az összegzett érték N számértékét meghaladja, az 1 számláló csupán az összegzett érték modulo N értékét jelzi, amely az N érték és az összegzett érték különbségét jelenti. Ha a k növekményi érték egész szám, akkor a kapott szinuszos jelalak olyan pontos, mint a 3 tárban tárolt jelértékek táblázata. Ha k törtszám, akkor az összegzett k érték egész részének felhasználása zajszintet idéz elő, amely mintavételezési zajként fogható fel. Minden egyes konkrét alkalmazásnál el kell dönteni, hogy ez a zaj megengedhető vagy nem. Ahol ez a zaj nem megengedhető, ott szükség van a 3 tárban tárolt N értékek számának a megnövelésére. A jel pontossága annál nagyobb lesz, minél több jelérték határoz meg egy periódust, és ez egyszerűsíti a 4 digitál-analóg átalakító kimeneti jelének a szűrését. Adott f frekvencia és N érték esetében az egyes jelperiódusokat meghatározó pontok száma növekszik, ha a k érték csökken és ezzel az F frekvencia növekszik. A 2. ábrán a növekmény 1 számlálót részletesebben vázoltuk. A H bemenetről érkező óraimpulzusokat 7 regiszter fogadja, és ennek kimenete 8 összeadó áramkör egyik bemenetéhez csatlakozik. A 8 összeadó áramkör is megkapja a H bemenet óraimpulzusait és a k növekményt tároló 6 memória jeleit. A 8 összeadó áramkör kimenete képezi az 1 számláló kimenetét, és ez csatlakozik a 2 címszelektorhoz. A 8 összeadó áramkör kimenete a 7 regiszter bemenetével is össze van kötve. A számláló működése a következő. Kezdetben a 7 regiszter üres. Az első óraimpulzus a növekményi értéket a 8 összeadó áramkörhöz továbbítja, ez az érték megjelenik kimenetén és bekerül a 7 regiszterbe. A következő óraimpulzusnál a 8 összeadó áramkör megkapja a k növekményi értéket a 6 memóriából és ezenkívül a 7 regisztertől, így kimenetén 2k érték jelenik meg. Ez a 2k érték a 7 regiszter bemenetére jutva a korábbi k érték helyébe lép. A következő óraimpulzusnál a 8 összeadó áramkör a 6 memóriától k értéket, a 7 regisztertől pedig 2k értéket kap, kimenetén így 3k értéket jelenít meg. Ez az érték most a 7 regiszterben tárolt 2k érték helyébe lép. Ez a folyamat minden óraütemben lezajlik, és ilyen módon a számláló kimenete a k érték egymást követő egész számú többszöröseit szolgáltatja. A k növekményi értén lehet törtszám is. Ha N egyenlő 2n-nel, akkor a 6 memória n számú bináris elemet tartalmaz, amelyek súlyozása 2n_1, 2n_2, ..., 21, 2° sorozatnak felel meg, valamint m számú bináris elemet, amelyek súlyozása rendre 2_1, 2~2, .... 2-m. Ezekkel az n+m számú elemekkel a k növekményi érték bármely törtszámú értéke az előírt határon belül (0 és N/2 között, ahol a szélső értékek nem számítanak) kifejezhető. Ebből következik, hogy a 6 memória, a 7 regiszter és a 8 összeadó áram között az összeköttetést n+m számú vezetékkel lehet megvalósítani. A 8 összeadó áramkör kimenete a 7 regiszter bemenetéhez egy további n+m számú huzalkötegen át csatlakozik, ahol az n számú huzal a k növekményi érték egész részének felel meg, és ezen huzalok a 2 címszelektorhoz kapcsolódnak. Ilyen módon a 2 címszelektor tehát csak az egész számú részét kapja a növekményi értéknek, és a törtrészt a következő növekményi érték létrehozása céljából csupán a 7 regiszter részére továbbítjuk. A 3. ábrán a 2 címszelektort abban az esetben tüntettük fel, amikor a jelgenerátor szinuszos jeleket hoz létre, és ez 9 döntési elemből és 10 címszámlálóból áll. A legmagasabb helyiértékű bináris elem 2n_1, és ezen elemnek megfelelő vezeték a 9 döntési elemhez csatlakozik. Ha ezen huzalon továbbított érték 1-es (p=l), akkor a 9 döntési elem ss kimenetén — 1-es érték jelenik meg. Ha a huzal jelet nem továbbít (p=0), akkor az ss kimenetén + 1-es jel mérhető. A p=0 eset azt jelzi, hogy az 1 számlálóban levő pillanatnyi összeg kisebb 2n-1-nél. A 9 döntési elem ilyen módon lehetővé teszi, hogy a szinuszos jel egy periódusára vonatkoztatott tárolt jelértékek számát csökkentsük. A csökkentett tárolt értékek M száma például M=N/4. Ez 2n“2 számú szinuszértéket határoz meg, amelyek a jel 0 és tc/2 között található első negyedének felelnek meg. Ez valóban lehetséges, mivel sin (7t/2+a)=sin (tc/2—a), továbbá sin (tc+ +a)=—sin a, és sin (37u/2+a)=—sin (tc/2—a). Ha az 1 számlálóban tárolt pillanatnyi összeg kisebb 2n~1-nél, akkot a megfelelő szög 180°-nál kisebb, és a szinusz pozitív. Ha az összeg 2n—I-nél nagyobb, de 2"-nél kisebb, (p=l), akkor az ennek megfelelő szög 180° és 360° között van, és ebből adódik, hogy a szinusz negatív értékű. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
