Цифровой генератор синусоидальных сигналов

 

ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР СИНУСОИДАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ, содержащий последовательно соединенны блок управления генератор переменной частоты, первые алгебраический сумматор, счетчик, пос тоянный эапоминанзщйй элемент, цифроаналоговый преобразователь и переключатель полярности, а также первый триггер, выход которого подключен к управляющему входу первого переключателя полярности, а первый управляющий входпервого алгебраического сумматора подключен к выходу первого счетчика, о т л и чающийся тем, что, с целью обеспечения регулировки фаз трехфазных выходных синусоидальных сигналов, в него введены последовательно соединенные вторые алгебраический сумматор, счетчик, постоянный запоминающий элемент, цифро-аналоговый преобразователь и переключатель полярности, а также введен второй триггер, выход которого подключен к управляющему входу второго переключателя полярности, при этом сигнальный вход второго алгебраического сумиатора подключен к выходу генератора переменной частоты, а первый управляющий вход - к выхсду второго I счетчикаf сигнальный вход первого и второго триггеров псадключен к выходу соответственно первЬго и второго счетФтков , а также введены сумматор, входы которого подключены к выходам перBoro и второго переключателей полярности и блок установки сдвига фаз, йХод которого подключен к выходу блока управления,а выходы --к соответствующим управляющим входам первых и вто1ялх аглебраических сумматоров, счетчиков и триггеров.

СОЮЗ ССВЕТСНИХ . СОЗЧЛ4

РЕСПУБЛИК..SU.„101 7

3g9 Н 03 В.27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н *втаяснаа сеидпювствУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3411935/18-09 (22) 25.03.82

-(46) 23.05.83. Бюл. У 19 (72) И.Ш.Кадыров, В.Н.Остриров, Н.Ф.Олифир, A.A.Ñàà÷åíêî и Е.К.Перепичаенко (7l) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 621.373.42(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

9 762131 кл. Н 03 В 27/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 813798, кл. Н 03 L 7/16, 1979 (прототип). (54)(57) ЦИфРОВОй ГКНВРАтОР СИНуСОИ

ДАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ, содержащий последовательно соединенные блок управления, генератор переменной частоты, первые .алгебраический сумматор, счетчик, постоянный запоминающий элемент, цифро" аналоговый преобразователь и переклю чатель полярности, а также первый триггер, выход которого подключен к управлякщему входу парного переключателя полярности, а первый управляю« щий вход первого алгебраического сумматора подключен к выходу первого счетчика,. отличающийся тем, что, с целью обеспечения регули-ровки фаз трехфазных выходных синусоидальных сигналов, в него введены последовательно соединенные вторые алгебраический сумматор., счетчик, постоянный запоминакщий элемент, цифро-аналоговый преобразователь и переключатель полярности, а также введен второй триггер, выход которого подключен к управляющему входу второго переключателя полярности, при этом сигнальный вход второго алгебраического сумматора подключен к выходу генератора переменной частоты, а первый

4 правлякв ий вход - к выходу второго Я четчика, сигнальный вход первого и второго триггеров подключен к выходу

-соответственно первбго и второго счет чиков,а также введены сумматор,вхо- С ды которого подключены к выходам пер- вого и второго переключателей поляр-:а :ности,и блок установки сдвига фаз, Вход которого подключен к выходу бло ка управления,а выходы --к соответ-ствукщим управлякицим входам первых и вторых аглебраических сумматоров, И® счетчиков и триггеров; с©

Сп

1019579

Изобретение относится к электротехнике, в частности к измерительной ехнике (средствам для проверки ваттметров и счетчиков электроэнергии), радиотехнике, передаче информации, например, в системах подавления одной боковой частоты для получения однополосного сигнала, к частотноуправляемым. электроприводам переменного тока (генераторам эталонного сигнала), а также к другим областям техники, где необходимо иметь трехфазные напряжения или токи строго синусоидальной формы, регулируемой частоты с точным 120 - фазовым сдвигом межцу ними и воэможностью измене-15 ния порядка чередования фаз.

Известен трехфазный генератор синусоидальных колебаний, выполненный на аналоговых элементах, включающий задакщий генератор, квадратурный Фа- ;щ зосдвигающнй блок, два сумматора на операционных усилителях и резисторы C12 °

Основным недостатком данного генератора является то, что он.не гарантирует высокого качества синусоидальной формы сигнала из-за погрешности задающего генератора и квадратурного фазосдвигающего блока, а также не обеспечивает изменение порядка чередо-.,0 вания фаз.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является известный цифровой генератор синусои. дальных сигналов, содержащий последовательно соединенные блок управления,З5 генератор переменной частоты, первые алгебраический сумматор, счетчик, постоянный эапоминакщий элемент, цифро-аналоговый преобразователь и переключатель полярности, а также первый 40 триггер, выход которого подключен к управлякщему входу первого переключателя полярности, а первый управляющий вход первого алгебраического сумматора подключен к выходу первого 45 счетчика f22.

Этот генератор обеспечивает высокое качество синусоидальной формы сигнала в диапазоне частот от долей до сотен килогерц. 50

Недостатком известного генератора является отсутствие регулировки Фаз трехфазных выходных синусоидальных сигналов .

Цель изобретения - обеспечение регулировки фаз трехфазных выходных синусоидальных сигналов.

Цель достигается тем, что в цифро° вой генератор синусондальных сигналов, содержащий последовательно соединенные блок управления, генератор ®» переменной частоты, первые алгебраический сумматор, счетчик, постоянный запоминающий элемент, цифра-аналоговый преобразователь и переключатель полярности, а также первый триггер, 65 вы од которого подключен к управляю" щему входу первого переключателя полярности, а первый управлякщий вход первого алгебраического сумматора подключен к выходу первого счетчика, введены последовательно соединенные вторые алгебраический сумматор, счетчик, постоянный запоминающий элемент цифро-аналоговый преобразователь и переключатель полярности, а также введен второй триггер, выход которого подключен к управлякщему входу второго переключателя полярности, при этом сигнальный вход второго алгебраического сумматора подключен к выходу генератора переменной частоты, а первый управляющий вход - к выкоду второго счетчика, сигнальный вход первого и второго триггеров подключен к выходу соответственно первого и второго счетчиков, а также введены сумматор, входы которого подключены к выходам первого и второго переключателей полярности, и блок установки сдвига фаз, вход которого подключен к выходу блока управления, а выходык соответствукщим входам первых и вторых алгебраических сумматоров, счетчиков и триггеров.

На Фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого цифрового генератора синусондальных сигналов, на Фиг. 2 - осциллограммы генерируемых сигналов.

Цифровой генератор синусоидельных сигналов содержит блок 1 управления, генератор 2 переменной частоты, алгебраические сумматоры 3 и 4, блок 5 установки сдвига фаэ, счетчики б и 7, триггеры 8 и 9, постоянные запоминаю щие элементы (ПВЭ) 10 и ll, цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 12 н 13, переключатели 14 и 15 полярности и сумматор 16.

Цифровой генератор синусоидальных сигналов работает следующим образоМ.

В зависимости от величины сигнала с блока l управления генератор 2 переменной частоты вырабатывает прямюугольные импульсы с частотой от 0 до единиц миллигерц. Алгебраические сумматоры 3 и 4 пропускают импульсы на вход прямого или обратного счета счетчиков 6 и 7.0т нуля на выходе да возможно полного заполнения разрядов счетчики б и 7 работают в режиме сложения, затем по команде алгебраических сумматоров 3 и 4 в режиме вычитания до нуля на выходе и т.д. (снова происходит повторение цикла). В 033 .

10 и 11 предварительно. записаны двоичные кодовые комбинации, соответствукщие дискретно значениям Sln К в интервале с4 0 - 90е, при этом нуль и максимально возможное заполнение разрядов счетчиков б и 7 соответствует границам указанного интервала oL.

1019379

На выход ПЗЭ 10 и 11 прн непрерывной работе счетчиков б н 2 непрерыв= но поступают двоичные коды Функции

Б1п о(поочередно в интервале »(0 — 90 о и 90 - О», т.е. половина периода синусоиды. Частота -повторения сигнала 5 пропорциональна частоте следования импульсов с выхода генератора 2.цеременной частоты. Сигнал.S1n Ы в ЦАП

12 и 13 преобразуется в аналоговую форму, на выходе .которых вырабатыва- 10 ются полуволны синусоиды одной поляр-. ,но»:ти.

Для того, чтобы. получить полный: период изменения сккусоидального сиг.. нала в .устройстве используются триг" геры 8 и 9» которые при каждом повтоpeíèè цикла счетчика счетчиками 6 и

7 подают команду на срабатывание переключателей Ъ4 и 15 полярности.

Блок; 5 установки сдвига фаз позво-® ляет по команде с блока 1 уцравлейия

:записывать исхсщные двоичные комбина цкк в разрядах счетчиков .6 и 7 илй; стирать их. Запись начальных условий в один кэ счетчиков означает сдвиг

Фазы синусокдального сигнала íà выха- де А, относительно выхода С. При этом весьма точно и надежно можно установить любой сдвиг фазы в том числе и 120".

На сумматоре 1;6 выполняется сумми- ЗО рование двух синусоидальных сигналов

A н С, сдвинутых по фазе йа .

420 ()sin at. + Shn (aL-1ÉÎ ))й34 (»Ь (20 ) н получается на выхсще В третий сигнал, необходиьый в симметричной трехФазной системе (фиг. 2,а) .

По команде с блошка 1 управления можно с помсвцью блсрса 5 установки сдвига Фаэ практически мгновенно переписать начальные, условия сдвига фазы на 120 с одного. счетчика на другой и тем самым изменить порядок чередования. Фаз (Фиг. 2, б). Наличие задатчкка интенсивности и блока перемножения обеспечивает плавное изменение частоты и амплитуды сигнала с изменением, порядка чередования Фаз при нулевой частоте (Фкг . 2, с).

Таким образом, устройство позволяет получить весьма точную симметричную трехфазную систему скнусоидальных сигналов с плавно регулируемой частотой. в диапазоне от .0 до сотен килогерц и возможностью изменения порядка чередования Фаз. Технико-экономический эффект от применения. предлагаемого устройства заключается в его:точности, надежнос» ти работы, отсутствии необходимости регулировки и технологичности изготовления, à также в шнрокой универсальности, позволяищей .применять его в"различных областях техники.

1019579

Составитель Н.Матвиенко

Редактор Н.Лазаренко Техред.Л.Пекарь Корректор О.Sилак

ЮВЫЮ4ВВ ЮЭ ЮЮЮЮВ ЮЮЮ ВЬ «Юлю 4Ф ю ° Ы «»

Заказ 3723/50 Тираи 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035р москва, %-35, Раушская иаб., д. 4/5

Ъ ВЭФАМ ЮФВ

Филиал ППП Патент, г.уигород, ул.П1 оектная, 4