Управляемый генератор

 

. УПРАВЛЯЕМЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий замкнутую цепь из последовательно включенных интегратора, компаратора, селектора и формирователя дозированного заряда, причем второй вход интегратора соединен с шиной управления, второй вход селектора подключен к тактовой шине, о т .личающийся тем, что, с ) J5 i I ..: ЛКД целью повышения точности управления, в него введен генератор переменного напряжения, выход которого подключен к дополнительному входу элемента замкнутой цепи. 2.Генератор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве дополнительного входа элемента замкнутой цепи использован дополнительный вход компаратора. 3.Генератор по п.1, о т л и чающийся тем, что в качестве дополнительного входа элемента замкнутой цепи использован дополнительный вход интегратора. - 4. Генератор по п.1, о т л и.i чающийся тем, что в качестве (Л С генератора переменного напряжения использован генератор шума. ю со О -vj

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1И дц Н 03 К 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3352192/18-21 (22) 19.10.81 (46) 07.05.84. Бюл. ¹ 17 (72) А.Е.Волынский, С.А.Рачин и А.А.Смирнов (53) 621.373(088.8) (56) 1. ПТЭ, 1980, № 4, с. 85-87..

2. Патент ClHA ¹ 3639893, опублик.

1972 (прототип ). (54) (57) 1. УПРАВЛЯЕМЬИ ГЕНЕРАТОР, содержащий замкнутую цепь из последовательно включенных интегратора, компаратора, селектора и формирователя доэированного заряда, причем второй вход интегратора соединен с шиной управления, второй вход селектора подключен к тактовой шине, о т .— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности управления, в него введен генератор переменного напряжения, выход которого подключен к дополнительному входу элемента замкнутой цепи.

2. Генератор по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что в качестве дополнительного входа элемента замкнутой цепи использован дополнительный вход компаратора °

3. Генератор по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что в качестве дополнительного входа элемента замкнутой цепи использован дополнительный вход интегратора.

4. Генератор по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что в качестве генератора переменного напряжения использован генератор шума.! !ОВ!3

Изобретение относится к управляемым генераторам, частота которых перестраивается напряжением или током, и предназначено для использования в системах автоподстройки частоты, а .также в частных датчиках систем контроля и управления.

Известны управляемые напряжением или током генераторы, содержащие интегратор, компаратор, селектор и формирователь доэированного заряда Г!)

Недостатком данных генераторов является влияние тактовой частоты на выходной сигнал.

Наиболее близкий к предлагаемому управляемый генератор содержит замкнутую цепь из последовательно вклю.ченных интегратора и компаратора, последовательно включенчых селектора,тактируемый триггер) и формирователя дозированного заряда, причем первый и второй входы интегратора соответственно связаны с входом устройства и с выходом формирователя доэированного заряда, первый и второй входы селектора (управляющий и тактовый входы три!.гера) подключены соответственно к выходу компаратора и к тактовому входу устройства, а выход селектора является выходом устройства P2 $ .

Однако известному управляемому генератору свойственна синхрониза-t ция выходной и тактовой частот в

35 отдельных точках характеристики управления генератора. В указанных точках наблюдается явление, подобное так называемому "захвату" в автоколебательных системах, работающих на близких частотах. Данное явление вы-. зывает ошибку, обусловленную тем, что при изменении управляющего напряжения(или тока) вблизи этой точки выходная частота генератора не меня45 ется. При работе генератора в многочастотных системах управления количество особых точек и величина ука-. занной ошибки существенно возрастают.

Цель изобретения — повышение точности управления.

Поставленная цель достигается тем, что в управляемый генератор, содержащий замкнутую цепь из последовательно включенюгых генератора„ компаратора, селектора и формировате-5. ля дозированного заряда, причем второй вход интегратора соединен с шиной управления, второй вход селек07 2 тора подключен к тактовой шине, введен генератор переменного напряжения, выход которого подключен к дополнительному входу элемента замкнутой цепи.

В качестве дополнительного входа элемента замкнутой цепи может быть использован вход компаратора.

Кроме того, в качестве дополнительного входа элемента замкнутой цепи может быть использован вход интегратора, В качестве генератора переменного напряжения может быть использован генератор шума.

На фиг.1 и 2 приведены структурные схемы вариантов управляемого генератора; на фиг. 3 и 4 — диаграммы, поясняющие их работу.

Управляемый генератор содержит замкнутую цепь иэ последовательно включенных интегратора 1, компаратора

2, селектора 3 и формирователя 4 доэированного заряда, а также генерато ра 5 переменного напряжения или шума.

Выход формирователя 4 подключен к второму входу интегратора 1, выход генератора 5 связан с дополнительным входом компаратора 2.

В варианте, изображенном на фиг.I,, формирователь 4 выполнен на базе источника б тока, выход которого коммутируется переключателем 7, а функции селектора 3 выполняет тактируемый триггер. На. фиг.3 эпюрой 8 показаны импульсы тактовой частоты устройства,на эпюре 9 условно показано выходное напряжение генератора 5, на эпюре 10 приведено изменение выходного сигнала интегратора.

1, а на эпюрах 11 и 12 показаны соответственно выходные импульсы компаратора 2 и устройства в целом (выходные импульсы селектора 3)

Управляемый генератор(фиг.I и 3) работает следующим образом.

Под действием управляющего напряжения или тока выходное напряжение интегратора 1 возрастает по пилообразному закону. В момент t когда данное напряжение достигает величины U+f(Q, где U — пороговый уровень компаратора 2, а f (,) — напряжение шума генератора 5, срабатывает компаратор 2 и своим выходным сигналом подготавливает селектор 3 (тактируемый триггер)к переключению в состояние "1" ближайшим импульсом тактовой частоты. При приходе данного

3 109!30 импульса на тактовый вход устройства селектор 3 переключается в состояние

"1" и своим выходным сигналом обеспечивает поступление тока источника 6 через замкнутый переключатель 7 на второй вход интегратора 1. Полярность

5 данного тока противоположна полярности управляющего сигнала, поэтому выходное напряжение интегратора 1 начинает уменьшаеться по пилообразному закону и в момент t, когда оно достигнет величины U +((t„), компаратор 2 переключается в исходное состояние, обеспечивая своим выходным сигналом подготовку селектора и. !5

3 к переключению в состояние О ближайшим импульсом тактовой частоты.

В момент прихода данного импульса селектор 3 возвращается в исходное состояние и своим выходным потенциалом блокирует дальнейшее поступление выходного сигнала формирователя 4 на второй вход интегратора 1 (в рассматриваемом варианте это обеспечивается отключением выхода источника 6 от второго входа интегратора и подключением.данного выхода к шине нулевого потенциала), причем выходное напряжение интегратора 1 перестает убывать и вновь возрастает по пилообразному закону, обеспечивая повторе- ЗО ние описанного цикла управляемого генератора.

При этом на выходе селектора 3 формируется последовательность нерав-35 номерно расставленных импульсов, средняя частота повторения которых, аналогично прототипу, пропорциональна отношению величин, подаваемых соответственно на первый и второй входы 40 интегратора. Однако, в отличие от прототипа, в предлагаемом варианте устройства интервал между соседними срабатываниями компаратора (моменты и ) является благодаря введению гене-45

1 ратора шума случайной величиной, что исключает возможную в прототипе "привязку" срабатываний компаратора к моментам прихода импульсов тактовой частоты и, соедовательно, возмож- 50 ность паразитной синхронизации выходных импульсов селектора с равноотстоящими друг от друга импульсами какой-либо периодической последовательности. Последнее обеспечивает устранение особых точек управляемого генератора и повышение точности характеристики управления устройства.

7 4

Во втором варианте управляемого генератора (фиг. 2 и 4 ) выход генератора 5 подключен к третьему входу интегратора 1. На фиг. 4 эпюрой 13 показаны импульсы тактовой частоты устройства, на эпюре 14 условно показано выходное напряжение генератора 5, на эпюре 15 приведено изменение выходного сигнала интегратора 1, а на эпюрах 16 и 17 показаны соответственно выходные сигналы компаратора 2 и селектора 3.

При втором варианте исполнения управляемый генератор работает следующим образом.

Под действием алгебраической суммы управляющего напряжения (тока) U> и выходного напряжения источника 6

U, U ((U выходное напряжение интегратора возрастает в моменты t„, когда выходное напряжение интегратора достигает порогового уровня U компаратора 2, последний срабатывает и своим сигналом подготавливает селектор 3 к переключению в состояние "1" ближайшим импульсом тактовой частоты.

При поступлении данного импульса на тактовый вход селектора 3, последний переключается в состояние "1" и своим выходным сигналом обеспечивает поступление тока источника 6 через замкнутый переключатель 7 на второй вход интегратора 1. Полярность данного тока, как и в первом варианте управляемого генератора, противоположна полярности управляющего сигнала, поэтому выходное напряжение интегратора 1 уменьшается и в момент когда оно достигнет порогового уровня компаратора 2, последний переключ»ется в исходное состояние, обеспечивая подготовку селектора 3 к возврату в исходное состояние ближайшим импульсом тактовой частоты. Аналогично первому варианту при приходе данного импульса селектор 3 возвращается в состояние 0" и выклкчает формирователь 4, причем выходное напряжение интегратора 1 перестает убывать и вновь возрастает. При этом на вы— ходе селектора 3 формируется последовательность неравномерно расставленных импульсов, средняя частота повторения которых пропорциональна среднему значению эквивалентного управляющего сигнала — сумме величин, поступающих на первый и третий входы интегратора 1, а так как амплитуда выходного напряжения генератора 5 не1091307 велика по сравнению с U и среднее значение данного напряжения равно нулю, то присутствие переменной составляющей на третьем входе интегратора не сказывается на наклоне характеристики управления устройства.

Однако наличие данной составляющей обеспечивает сбой возможной паразит.— ной синхронизации срабатываний компаратора и моментов прихода импульсов тактовой частоты, т.е. устраняет погренность особых точек и повьппает точность характеристики управления устройства

109 I Ä07

Составитель Л.Колосков

Редактор А.Огар Техред С.Мигунова

Корректор С.Шекмар

Подписное

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3097/52 Тираж 862

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)l3035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5