Генератор квадратурных сигналов

 

ГЕНЕРАТОР КВАДРАТУРНЫХ СИГНАЛОВ , содержащий последовательно соединенные первый и второй интегрирующие усилители, а также амплитудный ограничитель, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности выходных квадратурных сигналов при одновременном упрощении генератора путем исключения конденсатора, выходы первого и второго интегрирующих усилителей подключены через введенный резистивный сумматор к неинпертирующему входу первого интегрирующего усилителя, между выходом и инвертирующим входом которого включен амплитудный органичитель, О 9

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) SU (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

П(0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (.21) 3499948/18-09 (22) 14.10.82 (46) 07.08.84. Вюл. 9 29 (.72) В.Л.Данилов и В.Д.Нефедов (53) 373.42(088.8) (56) 1. Григорьев B.Ñ. Перестраиваемый RC -генератор с интегратором и дифференциатором.-Изв. высш. учеб. заведений. "Приборостроение", т.ХУШ, 1975, М 8, с. 94-99.

2. Грэм Дж. и др. Проектирование и применение операционных усилителей.

М., "Мир", 1974, с 418-420.рис. 10.16 (прототип).

3(Я) Н 03 В 27 00; Н 03 В 5 20 (54)(57) ГЕНЕРАТОР КВАДРАТУРНЫХ СИГНАЛОВ, содержащий последовательно соединенные первый и второй интегрирующие усилители, а также амплитудный ограничитель, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности выходных квадратурных сигналов при одновременном упрощении генератора путем исключения конденсатора, выходы первого и второго интегрирующих усилителей подключены через введенный резистивный сумматор к неинвертирующему входу первого интегрирующего усилителя, между выходом и инвертирующим входом которого включен амплитудный органичитель.

Ф

1107263

Генератор квадратурных сигналов работает следующим образом.

При подаче питания на генератор квадратурных сигналов, цепи питания не изображены)в результате переход.ных процессов, вызванных подачей питания, генератор квадратурных

65

Изобретение относится к электрон ной технике общего назначения и может быть использовано для одновременной генерации в виде напряжений тригонометрических функций синуса и косинуса в аналоговых вычислительных машинах, а также для питания фазорегуляторов в радиотехнических устройствах и в автоматических системах регулирования с фазовым управлением.

Известен генератор квадратурных 10 сигналов, содержащий дифференциальный усилитель, выход которого подключе r к входам интегрирующего и дифференцирующего усилителей, выходы которых через резистивный сумматор подключе- 15 ны к неинвертирующему входу дифференциального усилителя L1J.

Недостатком известного устройства является сложность его схемы, которая содержит три операционных усилителя.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является генератор квадратурных сигналов, содержащий соединенные в кольцо первый интегрирующий усилитель и второй интегрирующий усилитель, между выходом

25 и инвертирующим входом которого включен амплитудный ограничитель, а к неинвертирующему входу первого интегрирующего усилителя подключен дополнительно конденсатор 2,. 30

Однако данный генератор квадратурных сигналов обеспечивает недостаточно высокую стабильность выходных квадратурных сигналов, а наличие конденсатора усложняет его схему. 35

Цель изобретения — повышение стабильности квадратурных сигналов при одновременном упрощении генератора путем исключения конденсатора.

Цель достигается тем, что в генераторе квадратурных сигналов, содержащем последовательно соединенные первый и второй интегрирующий усилитель, а также амплитудный ограничитель, выходы первого и второго интегрирующих усилителей подключены через введенный резистивный сумматор к неинвертирующему входу первого интегрирующего усилителя, между выходом и инвертирующим входом которого включен амплитудный ограничитель. 50

На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного генератора квадратурных сигналов.

Генератор квадратурных сигналов содержит первый и второй интегрирук. †. 55 щие усилители 1 и 2, амплитудный ограничитель 3 и резистивный сумматор 4. сигналов входит в режим колебаний свободного движения, при этом его работа описывается следующей систе. мой уравнений:

Е„-Ъ/нн(р) I(p)e„pe I

e - e(„() e„, выходные напряжения соответственно первого и второ го интегрирующих усилителей 1 и 2; коэффициент передачи напряжения 1 через резистивный сумматор 4 на неинвертирующий вход интегрирующего усилителя 1; оператор дифференцирования; где

Еь <8 " (P>-4,(p) (2) где )(«()— передаточная функция интегрирующего усилителя

1 по неинвертирующему входу без учета наличия амплитудного ограничителя

3); передаточная функция интег рирующего усилителя 1 по инвертирующему входу; )(ЫР)= о ) 2 Р) ый, Э)— комплексные сопро ивления на инвертирующем входе интегрирующего усилителя

1, образованные соответственно цепью обратной связи и прямой цепью.

В данном генераторе квадратурных сигналов Ы - — 1 уф)=Р йи=-— о pC u" Ср т—

Ж щ ф=" (при этом система уравнений (1) может быть заменена одним уравнением вида

2ф-(с(ел (Р

И Р,(® gC. (3) Для нормальной работы генератора квадратурных сигналов необходимо, чтобы его настройка удовлетворяла условию самовозбуждения, которое в данном случае имеет вид

2 — 1 = — c (4) где — малая величина, стремящаяся к нулю.

Из соотношения,4)следует, что коэффициент 5 должен удовлетворять

V равенству г у ) или, пренебрегая величиной 1, окон. чательно получаем условие самово

1107263

Составитель Н.Матвиенко

Редактор Н.ПУшненкова Техред А. Ач Корректор М.Демчик.

Заказ 5774/41 Тираж 862 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 буждения генератора квадратурных сигналов

/Ь4 0,5 (5)

При выполнении Условия (5) уравнение (3 действительно принимает вид, описывающий работу генератора практически незатухающих гармонических ,колебаний, т.е. с + г т + W Е„=

В этом случае напряжение на выходе первого интегрирующего усилителя 1 изменяется во времени по закону синуса, а на выходе второго интегрирующего усилителя 2 — по закону коси- 15 нуса, т.е. генератор вырабатывает квадратурные сигналы.

Величина Е определяет область допустимых рабочих настроек генератора квадратурных сигналов и обус20 лавливает малое расхождение или затухание гармонических колебаний генератора, заметное только на большом интервале времени.

Использование амплитудного ограничителя 3 вызвано необходимостью защиты первого интегрирующего усилителя 1 от перегрузки при наличии малорасходящихся колебаний.

Технико-экономический эффект от использования изобретения получают вследствие замены сложного и дорогостоящего элемента — операционного усилителя на более простой и дешевый — резистивный сумматор, а также за счет частичного изменения функцио. нальных связей генератора и исключения конденсатора, что позволяет повысить технологичность, примерно на 20%., точность генератора и снизить его стоимость на 20-25%.