Генератор напряжения инфранизкой частоты

 

ГЕНЕРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ИНФРАНИЗКОЙ ЧАСТОТЫ, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов , делитель частоты с переменным коэффициентом деления, делитель частоты с постоянным коэффициентом деления и формирователь начала и конца линейных участков, а также последовательно соединенные ци оанапоговый преобразователь, переключатель фазы и усилитель постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при одновременном упрощении генератора, в него введены запоминающий блок, преобразователь код-число импульсов и реверсивный счетчик, при этом первый и второй входы преобразователя код-число импульсов соединены соответственно с входом и выходом делителя частоту с переменным коэффициентом деления, а группа третьих входов соединена с выходами запоминающего блока, входы которого соедине|1Ы с группой первых выходов формирователя начала и конца линейных участков,второй выход которого соединен с первым управляющим входом реверсивного счетчика, а третий выход соединен с управляихцим входом переключателя фазы и с вторым управляющим входом реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом преобразователя код-число импульсов, а выход соединен с входом цифро-аналогового преобразователя. 00 00

СОЮЗ СОЩТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,SUÄÄ1088104

Зс р Н 03 К 4 00

ГОСУДАРСТЗЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3546829/18-21 (22) 31.01.83 (46) 23.04.84, Вюл. N 15 (72) В.П.Веселый и Е.Н.Гончаров (53) 621.374.3 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 321906, кл. Н 03 В 1/00.

2. Авторское свидетельство СССР

В 315259, кл. Н 03 В 1/00, 15. 12.69. (54) (57) ГЕНЕРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ИНФРАНИЗКОЙ ЧАСТОТЫ, содержащий последо" вательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, делитель частоты с постоянным коэффициентом деления и формирователь начала и конца линейных участков, а также последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, переключатель фазы и усилитель постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей при одновременном упрощении генератора, в него введены запоминающий блок, преобразователь .код-число импульсов и реверсивный счетчик, при этом первый н второй входы преобразователя код-число импульсов соединены соответственно с входом и выходом делителя частотц с переменным коэффициентом деления, а группа третьих входов соединена с выходами запоминающего блока, входы которого соединены с группой первых выходов формирователя начала и конца линейных участков, второй выход которого соединен с первым . управляющим входом реверсивного счетчика, а третий выход соединен с управляющим входом гереключателя фазы и с вторым управляющим входом реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом преобразователя код-число импульсов, а выход соединен с входом цифро-аналогового преобразователя.

1 108810

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в анализаторах частотных характеристик систем автоматического управления, спектральных анализаторах, фазометрах.

Известен генератор синусоидального напряжения инфраниэких частот, содержащий эталонный генератор, цифро-аналоговый преобразователь, уси- )О литель постоянного тока, модулятор, генератор высокой частоты, усилитель переменного тока, на выходе которого соединен с генератором высокой частоты через переключатель фа- 15 зы, управляемый цифро-аналоговым преобразователем Г 1 g.

Однако известный генератор выполнен по сложной схеме и содержит в цифро-аналоговом преобразователе большое количество эталонных резисторов, подбираемых по закону первой четверти синусоиды.

Наиболее близким к изобретению является генератор синусоидального напряжения инфранизких частот, содержащий последовательно соединенный генератор импульсов, и делитель частоты с переменным коэффициентом деления, делитель частоты с постоянным коэффициентом деления, цифро-аналоговый преобразователь, формирователь ступенчатого напряжения, формирователь начала и конца линейных участков, усилитель постоянного

35 тока, а также дискретный фазовращатель, вход которого подключен к выходу делителя частоты с переменным коэффициентом деления и входу вентиля, а выход соединен -с вторым входом

40 делителя частоты с постоянным коэффициентом деления (2).

Однако известное устройство име" ет такой недостаток, как необходимость подбора и установки эталонных

45 резисторов и их замены при смене формы генерируемой частоты, что ограничивает воэможности и усложняет устройство.

Целью изобретения является рас50 щирение функциональных возможностей при одновременном упрощении генератора за счет исключения необходи— мости подбора прецизионных эталонных резисторов и их замены при смене формы генерируемои частоты и

55 обеспечения возможности выполнения предлагаемого устройства на типовых ИМС.

4 2

Поставленная цель достигается тем, что в генератор напряжения инфранизких частот, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты с перемещенным коэффициентом деления, делитель частоты с постоянным коэффициентом деления, формирователь начала и конца линейных участков, а также последовательно соединенные цифро-аналоговый преобразователь, переключатель фазы и усилитель постоянного тока, введены запоминающий блок, преобразователь код-число импульсов и реверсивных счетчик, при этом первый и второй входы преобразователя код-число импульсов соединен1 соответственно с входом и выходом делителя частоты с переменным коэффициентом деления, а группа третьих входов соединена с выходами запоминающего блока, входы которого соединены с группой первых выходов формирователя начала и конца линейных участков, второй выход которого соединен с первым управляющим входом реверсивного счетчика, а третий выход соединен с управляющим входом переключателя фазы и вторым управляющим входом реверсивногосчетчика, счетный вход которого соединен с выходом преобразователя код — число импульсов, а выход соединен с входом цифро-аналогового преобразователя.

Благодаря укаэанным особенностям в устройстве обеспечивается изменение величины приращений напряжения за счет изменения числа импульсов, поступающих в реверсивный счетчик на каждом участке аппроксймации и исключается необходимость в под-, боре и замене эталонных резисторов.

На чертеже представлена структурная схема генератора инфранизких частот.

Генератор инфранизких частот содержит последовательно соединенный генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты с переменным коэффициентом деления, делитель 3 частоты с постоянным коэффициентом деления, формирователь 4 начала и конца линейных участков, первая группа выходов которого соединена с входами запоминающего блока 5, выходы которого соединены с группой третьих входов преобразователя 6 кодчисло импульсов, первый и второй

1088

Переключатель 9 фазы содержит триггер 18, инвертор 19 и элементы

И 20 и 21, причем счетный вход триггера 18 соединен с управляющим входом переключателя 9 фазы, а единичный выход триггера 18 соединен с вторым входом элемента И 21 и через инвертор 19 с вторым входом элемента И 20. Первые входы элементов И 20 и И 21 соединены с входом переключателя 9.

3 вход которого соединены соответст— венно с входом и выходом делителя 2, выход преобразователя 6 соединен со счетным входом реверсивного счетчика 7, управляющие входы кото— рого соединены с .вторым и третьим выходами формирователя 4, а выход— со входом цифро-аналогового преобразователя 8, выход которого соединен с входом переключателя 9 фазы, уп- )p равляющий вход которого соединен с вторым управляющим входом реверсивного счетчика 7, а выход через усилитель 10 постоянного тока подключен к выходу устройства. !5

Формирователь 4 содержит реверсивный счетчик 11, вход которого соединен с входом формирователя 4, а выходы разрядов соединены с первым выходом формирователя 4 и с установочными входами триггера 12 знака приращения через дешифратор 13 единичный и нулевой выходы триггера

12 соединены с управляющими входами реверсивного счетчика 11 и с вторым и третьим выходами формирователя 4.

Преобразователь 6 код-число импульсов содержит элементы И-НЕ 14, управляемый двоичный счетчик 15, счетный вход которого соединен с выходом преобразователя 6, и триггер 16 счета, нулевой установочный вход которого соединен с выходом счетчика 15 . а единичный установочный вход соединен с вторым входом преобразователя 6 и с первыми входами элементов И-НЕ 14, вторые входы, которых соединены е третьим входом преобразователя 6, а выходы

4! соединены с установочными входами счетчика 15, а также элемент И 17 первый вход которого является первым входом преобразователя 6,второй вход соединен с входом триггера 16, а выход подключен к выходу преобра зователя 6.

104 4

Выходы элементов И 20 и И 1 соединены соответственно с прямым и инверсным входами усилителя 10.

В исходном состоянии делителя

2 и 3 частоты устанавливаются в сос тояние "1", счетчик 15 в состояние

"1" реверсивные счетчики 7 и 11 устанавливаются в состояние."0" триггер 12 знака приращения устанавливается в состояние "1",которое формирует управляющий сигнал по управляющему входу Сложение" на управляющих входах реверсивного счетчика 11 и реверсивного счетчика 7, триггер 16 устанавливается в состояние "О" которое формирует сигнал запрета по второму входу элемента И

17, триггер 18 устанавливается в состояние "0" формирующее через инвертор 19 разрешающий сигнал по первому входу элемента И 20, обеспечивающий прохождение выходного сигнала цифро-аналогового преобразователя 8 на прямой вход выходного усилителя 10. Состояние "0" разрядов реверсивного счетчика 11 формирует 1 0" адрес на входах запоминающего блока 5, которому соответствуют сигналы О" на его выходах, поступающие на первые входы элементов И-НЕ 14.

Устройство работает следующим образом.

По команде "Пуск" импульс с выхода эталонного генератора 1 поступает на вход делителя 2 и на первый вход преобразователя 6. В результате переполнения делителя 2, на его выходе появляется импульс, поступающий на второй вход преобразователя 6, вы» зывающий установку триггера 16 в состояние "1", и поступающий на вход делителя 3, что приводит к его переполнению и появлению импульса на входе реверсивного счетчика 11, устанавливающего его первый разряд в состояние "1", что приведет к изменению адреса на входе дешифратора 13 и на входе запоминающего блока 5. В соответствии- с адресом на выходе за поминающего блока 5 появляется код, пропорциональньж крутизне первого участка аппроксимации, например синусоиды, который поступает на первые входы элементов И-НЕ 14, с выхода которых при поступлении очередного импульса с выхода делителя

2 на установочные входы счетчика

15,поступает инверсное значение

1088104 кода первого участка аппроксимации. Одновременно импульс с выхода делителя 2 поступает на единичный вход триггера 16 и устанавливает его в состояние "1",,которое формирует разрешающий потенциал на второй вход элемента И 17. В результате тактовые импульсы с генератора начинают поступать через элемент И

17 на счетный вход реверсивного счетчика 7 и одновременно на счетный вход счетчика 15.

Поступление тактовых импульсов на вход реверсивного счетчика 7 и на вход счетчика 15 продолжается 1З до переполнения счетчика 15. При этом импульс переполнения со счетчика 15 поступит на "0" вход триггера 16, выход сигнала которого запрещает дальнейшее прохождение тактовых 20 импульсов через элемент И 17 на входы счетчиков 15 и 7. В результате двоичный код, соответствующий крутизне первого участка аппроксимации, преобразован преобразова- 25 телем 6 в "пачку" импульсов, которые подсчитаны реверсивным счетчиком 7, который управляющим потенциалом с второго выхода формирователя 4 установлен в режим "Сложе- щ ние".

Состояние разрядов реверсивного счетчика 7 определяет значение кода на входе преобразователя 8 и величину соответствующего напряжения на его выходе„ которое поступает через элемент И 20 переключателя 9 фазы на прямой вход усилителя 10.

Таким образом, в соответствии с 4О кодом первого участка аппроксимации на выходе генератора сформировано приращение напряжения, соответствующее крутизне первого участка аппроксимации. При прохождении очередных импульсов с выхода делителя 2 аналогичным образом происходит формирование приращений выходного напряжения, каждое из которых соответствует крутизне первого участка аппроксимации. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не переполнится делитель 3, емкость которого определяет количество "ступеней" приращения на участке аппрокси55 мации. Импульс переполнения делителя 3 поступает на вход реверсивного счетчика 11 и изменяет его состояние. В результате изменится адрес на входах запоминающего блока 5, и на его выходах появится код, соответствующий крутизне второго участка аппроксимации, а на выходе устройства формируются новые значения приращений напряжения, соответствующие крутизне второго участка аппроксимации.

Процесс продолжается до тех пор, пока число, записанное s реверсивный счетчик 11, не станет равным количеству участков, соответствующему максимальному значению генерируемого напряжения, например первой четверти синусоиды. После этого срабатывает дешифратор 13, который устанавливает триггер 12 в состояние "0 > формирующее команду "Вычитание" на управляющие вхбды реверсивных счетчиков 7 и 11:, С этого момента начинается формирование отрицательных приращений генерируемого напряжения, т.е. формируется вторая четверть генерируемой, например синусоиды. При этом двоичный код реверсивного счетчика 11 начинает убывать. В результате коды участков аппроксимации выбираются из запоминающего блока 5 в обратной последовательности.

Работа преобразователей 6 и 8, переключателя 9 и усилителя 10 осуществляется аналогично описанному, а реверсивный счетчик 7 работает в режиме "Вычитания", и накопленное им за время генерирования первой четверти периода сигнала число начинает убывать. Этот процесс продолжается до тех пор пока содержимое реверсивного счетчика 11 не станет равным "0". При этом дешифратор 13 перебросит триггер 12, который установит реверсивные счетчики 7 и 11 в режим "Сложения", и перебросит триггер 18, который дает разрешение на прохождение сигнала через элемент И 21 на инверсный вход выходного усилителя. С этого момента начинается формирование третьей четверти выходного энакопеременного напряжения, а затем и последней четверти.

По достижению нулевого значения кода в реверсивном счетчике 11 с помощью дешифратора 13 и триггера 12 происходит переключение реверсивных счетчиков 11 и 7 в режим "Сложения", а триггера 18 — в состояние "0" обеспечивающее положитель1088104 рируемой инфранизкой частоты. При этом исключается необходимость в эталонных резисторах, подбираемых по синусоидальному закону, а также необходимость в нескольких генераторах, "жестко" настроенных на различные формы генерируемой частоты.

ВНКИПИ Заказ 2687/51 Тираж 862 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 ный знак выходного напряжения. На этом заканчивается первый период генерации знакопеременного напряжения инфранизкой частоты и начинается формирование следующего периода.

Изменяя значение кодов, записываемых в оперативный, либо полупостоянный запоминающий блок 5, мож. но легко настраивать генератор, 10 например с помощью ЦВМ автоматизированной системы контроля, на формирование любой формы напряжения (например треугольной, колоколообразной, трапецевидной и т.д.) гене-1

Изменяя исходное состояние триггера 12 знака приращения и триггера

18 знака выходного сигнала можно изменять начальную фазу генерируемого напряжения с дискретностью

1/4 периода генерируемой частоты.