Генератор переменной частоты

 

1. ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТЫ , содержащий коммутатор, входы которого соединены с источником входного напряжения, один пороговый элемент, один источник эталонного напряжения, выход которого подвслючен к первому входу одного порогового элемента, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения генератора, в него введены другой пороговьй элемент, другой источник эталонного напряжения, первьй и второй дифференцирующие элементы, инвертор и элемент 2И-НЕ, выход другого источника эталонного напряжения подключен к первому входу другого порогового элемента, выход коммутатора подключен к вторым входам одного и другого пороговых элементов , выходы которых через первый и второй дифференцирующие элементы подключены к третьим входам одного и другого пороговых элементов соответственно, выход одного порогового элемента подключен к первому входу элемента 2И-НЕ, выход другого порогового элемента через инвертор подключен к второму входу элемента 2И-НЕ, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора. (О 2. Генератор по п.1, о т л ичающийся тем, что пороговый элемент содержит два резистора и компаратор, первьй И второй входы элемента через первьй и второй резисторы соответственно подключены к инвертирующему входу компарак тора, неинвертирующий йход котороо го соединен с третьим входом поро4 гового элемента. 00 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„11 20484

3(59 Н 03 К 7 06

ГЯСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3610586/24-24 (22) 24.06.83 .(46) 23.10.84. Бюл. № 39 (72) Ю.Б. Белышев, В.С. Бердяев, Н.В. Ковалюк и В.Г. Сидоричев (53) 621.373 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство

СССР № 454685, кл. Н 03 К 7/06, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 661737, кл. Н 03 К 7/06, 1976 (прототип). (54) (57) 1. ГЕНЕРАТОР IlFPEMEHHOA ЧАСТОТЫ, содержащий коммутатор, входы которого соединены с источником входного напряжения, один пороговый элемент, один источник эталонного напряжения, выход которого подключен к первому входу одного порогового элемента, о т л н ч а юшийся тем, что, с целью расширения области применения генератора, в него введены другой пороговый элемент, другой источник эталонного напряжения, первый и второй дифференцирующие элементы, инвертор и элемент 2И-НЕ, выход другого источника эталонного напряжения подключен к первому входу другого порогового элемента, выход коммутатора подключен к вторым входам одного и другого пороговых элементов, выходы которых через первый и второй дифференцирующие элементы подключены к третьим входам одного и другого пороговых элементов соответственно, выход одного порогового элемента подключен к первому входу элемента 2И-НЕ, выход другого порогового элемента через инвертор подключен к второму входу элемента 2И-НЕ, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора.

2. Генератор по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что пороговый элемент содержит два резистора и компаратор, первый и второй входы элемента через первый и второй резисторы соответственно подключены к инвертирующему входу компаратора, неинвертирующий вход которого соединен с третьим входом порогового элемента.

1 l1

Изобретение относится к импульсной техниКе и может быть использовано в преобразователях перемещения в код компенсационного типа.

Известны генераторы переменной частоты, содержащие пороговые элементы, интегрирующий элемент, токозадающие элементы, ключи, соединенные с источником входных сигналов

ВЫХОдной триггер I.1 3 °

Недостатком известных генераторов.. является отсутствие выходных импульсов по второму каналу при изменении полярности входного напряжения, что ограничивает область их применения.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является генератор переменной частоты, содержащий коммутатор, входы которого соединены с источником входного напряжения, один пороговый элемент, один источник эталонного напряжения,выход которого подключен к первому входу одного порогового элемента, а вход соединен с выходом порогового элемента, прямой и инверсный выходы порогового элемента подключены к управляющим входам коммутато= ра, первый и второй выходы которого через интегратор подключены к второму входу порогового элемента, а третий выход коммутатора подключен к третьему входу порогового элемента 1.2 3.

Недостатками известного генератора являются отсутствие импульсов по второму каналу прн изменении полярности входного напряжения и близкая к линейной зависимость между входным напряжением и выходной частотой импульсов, что ограничивает область применения генератора.

Целью изобретения является расяирение Области применения генератора переменной частоты.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор переменной частоты, содержащий коммутатор, ;входы которого соединены с источ" ником входного напряжения, один пороговый элемент, один источник эталонного напряжения, выход которого подключен к первому входу одного порогового элемента, введены другой пороговый элемент, другой источник эталонного напряжения,первый и второй дифференцирующие эле20484 2

5 0

55 менты, инвертор н элемент 2И-НЕ, выход другого источника эталонного. напряжения. подключен к первому входу другого порогового элемента, выход коммутатора подключен к вторым входам одного и другого пороговых элементов, выходы которых через первый и второй дифференцирующие элементы подключены к третьим входам одного и другого пороговых элементов соответственно, выход одного порогового элемента подключен к первому входу элемента 2И-НЕ, выход другого порогового элемента через инвертор подключен к второму входу элемента 2И-НЕ, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора.

F

Кроме того, пороговый элемент содержит два резистора и компаратор первый и второй входы порогового элемента через первый и второй резисторы соответственно подключены к инвертирующему входу коипаратора, неинвертирующий вход которого соединен с третьим входом порогового элемента.

На чертеже представлена структурная схема генератора переменной частоты.

Генератор содержит коммутатор

1, входы которого соединены с источником 2 входного напряжения, один пороговый элемент 3, один источник 4 эталонного напряжения, выход которого подключен к первому входу порогового элемента 3, другой пороговый элемент 5, другой источник 6 эталонного напряжения, первый

7 и второй 8 дифференцирующие элементы, инвертор 9 и элемент 2И-НЕ 10, выход источника 6 эталонного напряжения подключен к первому входу порогового элемента 5, выход коммутатора 1 подключен к вторым входам одного 3 и другого 5 пороговых элементов, выходы которых через первый 7 и второй 8 дифференцирующие элементы подключены к третьим входам одного 3 и другого 5 пороговых элементов соответственно, выход элемента 3 подключен к первому входу элемента 2И=НЕ 16, выход элемента 5 через инвертор 9 подключен к второму входу элемента 2И-НЕ

101 ВыхОД КОтОрОго подключен к управляющему входу коммутатора

Каждый из пороговых элементов 3 и 5 содержит два резистора 11 и 12

11204

3 и компаратор 13, первый и второй входы порогового элемента через первьпЪ 11 и второй 12 резисторы соответственно подключены к инвертирующему входу компаратора 13, йеинвертирующий вход которого соединен с третьим входом порогового элемента. Генератор работает следующим образом.

Если напряжение источника 2 равно нулю или находится в зоне нечувствительности, то на выходе порогового элемента 3 будет логическая единица, а на выходе порогового элемента 5 — логический нуль, поскольку коммутатор 1 подключает напряжение источника 2 к вторым входам элементов 3 и 5 при наличии нулевого уровня на его управляющем входе или нулевой потенциал при наличии единичного уровня на управляющем входе коммутатора 1., l

На первые входы элементов 3 и 5 поступают от источников 4 и 6 соответ25 ственно отрицательное -U „и положительное +Бр„опорные напряжения.

На неимвертируюпде входы.компараторов 13 пороговых элементов 3 и 5 подается нулевое напряжение через резисторы R дифференцирующих элеменЗб тов 7 и 8. Поэтому на выходе noporosoro элемента 3 будет логическая единица, обусловленная более низким потенциалом на инвертирующем входе компаратора, входящего в состав порогового элемента 3, относительно потенциала на неинвертирующем входе. На выходе порогового. элемента 5 будет логический нуль гввиду того, что.потенциал на инвертирующем входе компаратора порогового элемента 5 вьппе потенциала на его неинвертирующем входе.

Таким образом, на обоих входах логического элемента 2И-НЕ 10 будут 4> логические единицы за счет инвертирования выходного сигнала порогового элемента 5 инвертором 9, а на управляющем входе коммутатора 1логический нуль, который однозначно 5б приводит к тому, что на выход коммутатора 1 будет подаваться входное напряжение U „ ° При этом конденсатор С дифференцирующего элемен» та 7 будет заряжен, а дифференци- И рующего элемента 8 - разряжен.

При 0 „> +U©д состояние порогово. го элемента 5 не изменится, а на

84 4 выходе порогового элемента 3 установится логический нуль, который приведет к появлению на управляющем входе коммутатора 1 логической единицы, под действием которой на выход коммутатора 1 поступит нулевое напряжение. С появлением на выходе порогового элемента 3 логического нуля конденсатор С дифференцирующего элемента 7 начнет разряжаться через резистор й.. По мере разряда конденсатора С потенциал на резисторе R будет уменьшаться II+ абсолютному значению и по достижении напряжения минус на выходе порогового элемента 3 установится высокий потенциал и начнется заряд конденсатора С. По переходу напряжения из логической единицы в логический нуль на выходе порогового элемента 3 формируется импульс,поступающий на выход генератора.

В этом случае, когда U (-U „; устройство будет работать аналогично за исключением того, что при этом будет срабатывать пороговый элемент 5, а выходной импульс сформируется на выходе инвертора 9.

После одного импульса, сформированного на выходе порогового элемента 3 или 5, начнется формирование последующих импульсов. При этом для случая Пвх » +Поп sapsp конденсатора { дифференйирующего элемента 7 будет продолжаться до тех пор, пока потенциал на резисторе не уменьшится до значения напряжения на инвертирующем входе компаратора порогового элемента 3, так как при наличии на управляющем входе коммутатора 1 логического нуля обеспечивается поступление на выход компаратора 1 сигнала Бах. После этого произойдет переключение порогового элемента 3 и установка на его выходе нулевого напряжения, что приведет в свою очередь к разряду конденсатора С через резистор Р и появлению логической единицы на управляющем входе коммутатора 1 и, следовательно, поступлению нулевого напряжения на выход коммутатора.. Напряжение на резисторе Р по мере разряда конденсатора будет увеличиваться и по достижении значения минус U/2 на выходе порогового элемента 3 установится високий потенциал. Начнется очередной

ll20484

ВНИИИИ Заказ 7759/44 Тираж 861 Подписное заряд конденсатора С, . а на выходе коммутатора 1 будет присутствовать напряжение U . Таким образом будут

Ьх формироваться последующие выходные импульсы генератора.

Формирование серии импульсов в генераторе, управляемом напряжением, происходит с большой частотой— частотой, близкой к граничной для элементов переключения, входящих в коммутатор 1; Так, например, в реальном устройстве, в которое входят ключи 143КТ1, достигается частота формирования серии импульсов до

800 кГц. Поэтому исключение динамической ошибки при использовании такого генератора в аналого-цифровом преобразователе вступает в противоречие с его динамической устойчивостью. Для сохранения всех преимуществ использования генератора в него введены дифференцирующие элементы 7 и 8, состоящие из конденсатора С и резистора Й.. Такая цепочк4 обеспечивает возможность фор5 мудрования серии импульсов с большой частотой при больших входных напряжениях рассогласования и малой час-. тотой, доходящей до сотен герц, при напряжении рассогласования, 10 подходящем к зоне нечувствительнос- ти.

Таким образом, предлагаемый генератор переменной частоты формирует импульсы по двум каналам в зависимости от знака входного напряжения по нелинейному закону, причем частота выходных импульсов возрастает быстрее при увеличении входного напряжения по абсолютной величине. Это расширяет область применения генератора.