Перестраиваемый rc-генератор

 

ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ С-ГЕНЕРАТОР, содержащий операционный усилитель, мелщу выходом и инвертирующим входом которого включена цепь частотно-независимой отрицательной обратной связи , а между выходом и неинвертирующим входом - цепь частотно-зависимой полох ительной обратной связи с мостом Вина, который содержит первый и второй коммутируемые резисторы, параллельно которым включены соответственно первый и второй управляемые ключи, управляющие входы которых объединены, а также источник управляющих импульсов с регулируемой скважностью, разделительный диод и делитель напряжения, вход которого подключен к выходу операционного усилителя , отличающийся тем, что, с целью уменьшения коэффициента нелинейных искажений, выход делителя напряжения подключен к объединенньм управляющим :входам перб вого и второго yпpaвляe.ыx ключей и через разделительный диод к выходу источника управляющих импульсов с регулируемой скважностью, а к выходу операционного усилителя подключен вход введенного выходного фильтра нижних частот.

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (д) Й 03 В 5/26

ГОсудАРстВенный нОмитет сссР

ПО делАм изОБРетений и ОтнРЫтий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3503246/18-09 (22) 25.10.82 (46) 07.08.84. Бюл. Р 29 (72) В.Б.Бессмертнов, Д.П.Кузнецов и И.А.Попов (71) Рижский опытный завод "Энергоавтоматика" (53) 621 ° 373.42(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N9 395959, кл. Н 03 В 5/26, 1970.

2. Заявка ФРГ )) - 2003092, кл. Н 08 В 5/26, опублик. 1977 (прототип), (54)(57) ПЕРЕСТРАИВАЕ)(ЫЙ ЦС -ГЕНЕРАТОР, содержащий операционный усилитель, между выходом и инвертирующим входом которого включе))а цепь частотно-независимой отрицательной обратной связи, а между выходом и неинвертирующим входом — цепь частотно-зависимой положительной обратной связи с мостом Вина, который содержит первый и второй коммутируемые резисторы, параллельно которым включены соответственно первый и второй управляемые ключи, управляющие входы которых объединены, а также источник управляющих импульсов с регулируемой скважностью, разделительный диод и делитель напряжения, вход которого подключен к выходу операционного усилителя, о т л и ч а ю щ .и и с я тем, что, с целью уменьшения коэффициента нелинейных искажений, выход делителя напряжения подключен к объединенны) управляющим входам первого и второго управляе .ых ключей и g через разделительный диод к выходу источника управляющих импульсов с регулируемой скважностью, а к выходу операционного усилителя подключен вход введенного выходного фильтра (:) . и нижних частот.

1107252

40

Однако известный RC -генератор имеет значительные нелинейные искажения выходного синусоидального сигнала, вызванные молупяцией соИзобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано при создании задающих генераторов и датчиков-преобразователей сигнала для генерирования электрических колебаний синусоидальной формы.

Известен перестраиваемый RC-генератор, содержащий широкополосный уси литель с мостом Вина в цепи положительной обратной связи, при этом в мост Вина включен диодный ключевой блок, а также последовательно соединенные источник управляющих импульсов с регулируемой скважностью и инвертор, выходы которого через разделительные диоды подключены к соответствующим управляющим входам диодного ключевого блока <13.

Однако данный перестраиваемый

КС-генератор имеет большой коэффициент нелинейных искажений.

Наиболее близким техн- ческим решением к изобретению является перестраиваемый RC -генератор, содержащий операционный усилитель, между выходом и инвертирующим входом которого включена цепь частотно-независимой отрицательной обратной связи, а между выходом и неинвертирующим входом — цепь частотно-зависимой положительной обратной связи с мостом

Вина, который соцержит первый и второй коммутируемые резисторы, параллельно которым включены соответ35 ственно первый и второй управляемые ключи, управляющие входы которых объединены, а также источник управляющих импульсов с регулируемой скважностью, разделительный диод и делитель напряжения, вход которого подключен к выходу операционного усилителя, а также дополнительные операционные усилитель, разделительный диод и два делителя напряжения 2).

В известном перестраиваемом

RC-генераторе электронная перестройка частоты осуществляется изменением скважности импульсов, коммутирующих частотно-задающие резисторы моста

Вина с помощью ключей на полевых или биполярных транзисторах, причем частота коммутации выбирается большей частоты генерируемых колебаний. противления открытого ключа генерируемым синусоидальным сигналом.

Цель изобретения — уменьшение коэффициента нелинейных искажений. Цель достигается тем, что в перестраиваемом РС -генераторе, содержащем операционный усилитель, между выходом и инвертирующим входом которого включена цепь частотно-независимой отрицательной обратной связи, а между выходом и неинвертирующим входом — цепь частотно-зависимой положительной обратной связи с мостом

Вина, который содержит первый и второй коммутируемые резисторы, параллельно которым включены соответственно первый и второй управляемые ключи, управляющие входы которых объединены, а также источник управляющих импульсов с регулируемой скважностью, разделительный диод и делитель напряжения, вход которого подключен к выходу операционного усилителя, выход делителя напряжения подключен к объединенным управляющим входам первого и второго управляемых ключей и через разделительный диод к выходу источника управляющих импульсов с регулируемой скважностью, а к выходу операционного усилителя подключен вход введенного выходного фильтра нижних частот.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого перестраиваемого QC-генератора.

Перестраиваемый 1 -генератор содержит операционный усилитель 1, цепь 2 частотно-независимой отрицательной обратной связи, цепь 3 частотно-зависимой положительной обратной связи с мостом Вина 4, первый и второй управляемые ключи 5 и 6, источник 7 управляющих импульсов с регулируемой скважностью, разделительный диод 8, делитепь 9 напряжения и фильтр 10 нижних частот, при этом мост Вина 4 состоит из первого и второго конденсаторов 11 и 12, первого и второго резисторов 13 и

14 и первого и второго коммутируемых резисторов 15 и 16, а делитель 9 напряжения состоит из резисторов 17 и 18.

Перестраиваемый RC — генератор работает следующим образом.

Частота генерируемых колебаний определяется параметрами элементов моста Вина 4.

7252 з

В рабочем режиме средняя частота генерируемых синусоидальных колеба-, ний определяется выражением

1 Я (3) ц+ R% Cng R З

+ + 1

Спп

Ro Д«:!

L R э Ro (Ra+Re) при условии, когда С = Си = C

Ro Rn Rne Rq где C

К„,К вЂ” сопротивления первого и второго резисторов

13 и 14;

К,Rn; — сопротивления первого и второго коммутируемых резисторов 15 и 16;

1. — длительность импульса источника 7;

Т вЂ” период следования импульсов источника 7.

При этом должно выполняться соотношение 9 . = В,!

Ч 46 4 а частота импульсов источника 7, коммутирующего первый и второй управляемые ключи 5 и 6, должна выбираться много большей частоты f генерируемого синусоидального сигнала.

Для уменьшения нелинейных искажений, вызванных модуляцией активного сопротивления открытых первого и второго управляемых ключей 5 и 6, выполненных на полевых транзисторах, генерируемым синусоидальным сигналом из-за "плавания потенциала истоков полевых транзисторов, подключенных к непнвертирующему входу операционного усилителя 1, на затворы полевых транзисторов первого и второго управляемых ключей 5 и 6 подается напряжение генерируемого синусоидального сигнала, по величине и фазе совпадающее с напряжением на их истоках. Для этого затворы полевых транзисторов первого и второго управляемых ключей 5 и 6, являющиеся управляющими входами, объединены и подключены к выходу операционного усилителя 1 через делитель 9 напряжения, коэффициент передачи которого должен быть близск к коэффициенту передачи моста Вина 4 на резонансной частоте

Разделительный диод 8 обеспечивает режим работы первого и второго управляемых ключей 5 и 6. При поступлении от источника 7 управляю10 щего импульса положительной полярности разделительный диод 8 закрывается, и напряжение на затворах полевых транзисторов первого и второго управляемых. ключей 5 и 6 задается делителем 9 напряжения, обес15 печивающим равенство этого напряжения напряжению на истоках полевых транзисторов (открытое состояние первого и второго управляемых ключей 5 и 6).

При поступлении от источника 7 управ20 ляющего импульса отрицательной полярности разделительный диод 8 открывается, и напряжение на затворах полевых транзисторов первого и вто25 рого управляемых ключей 5 и 6 определяется суммой напряжений на источнике 7 и делителя 9 напряжения, которая должна быть больше напряжения отсечки полевых транзисторов (закрытое состояние первого и второго управляемых ключей 5 и 6).

Фильтр 10 нижних частот, подключенный к выходу операционного усили-, теля 1, устраняет высокочастотные составляющие в генерируемом синусоЗ5 идальном сигнале, обусловленные коммутацией первого и второго управляе. мых ключей 5 и 6.

Технико-экономический эффект за40 ключается в том, что благодаря устранению модуляции сопротивлений открытых управляемых ключей, выполненных на полевых транзисторах, удается снизить коэффициент нелинейных иска45 жений в перестраиваемом QC-генераторе до величины (0,08-0,12)X. в диапазоне генерируемых частот 35-65 Гц при частоте коммутирующих управляющих импульсов 10 кГц.

Это позволит существенно повысить качество настройки частотных устройств автоматики и релейной защиты энергосистем. Ориентировочный расчет показывает, что годовой эко- номический эффект от внедрения разрабатываемого генератора составляет

113 руб. на одно изделие.

1107252

Составитель Н.Матвиенко

Редактор P.Öèöèêà Техред М. Гергель Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 5774/41 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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