@ -генератор

 

1.RC -ГЕНЕРАТОР, содержащий дифференциальный усилитель, в цепь положительной обратной связи которого включен мост Вина, отрицательной обратной связи - блок с регулируемым коэффициентом передачи, а также первый Н второй двухполупериодные выпряю1тели, алгебраический сумматор , аттенюатор, источник опорного напряжения и последовательно соединенные блок сравнения и интегратор, при этом выход дифференциального усилителя , подключен также к входу 2 гНКЗЩ первого двухполупериодного выпрямителя , отличающийся тем, что, с целью уменьшения коэффициента нелинейных искажений, в него введены регулируемый и нерегулируемый фильтры, входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго двухполупериодных вьтрямит .елей, вьпсод регулируемого фильтра подключен к одному входу алгебраического сумматора, выход нерегулируемого фильтра подключен к входу аттенюатора , выход которого подключен к другому входу алгебраического сумматора , выход которого подключен к одному входу блока сравнения, другой вход которого подключен к выходу (Л источника опорного напряжения, выход с интегратора.подключен к управляющему входу блока с регулируемым коэффициентом передачи, а выход дифферей- S циального усилителя подключен также к входу второ.го дБухполупериодного вьшрямителя. 5 00 О9 |.д а О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) бр Н 03 В 5/26 .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3553610/18-09 (22) 14.02.83 (46) 07.12.84. Бюл. У 45 (72) Н.В. Шиянов (71) Московское производственное объединение "Электрон" (53) 621.373.42(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 1019578, кл. Н 03 В 5/26, 1982.

2. Авторское свидетельство СССР

В 756646., кл . Н 03 В 5/26, 1978 (прототип). (54)(57) 1..RC -ГЕНЕРАТОР, содержаыщй дифференциальный усилитель, в цепь положительной обратной связи которого включен мост Вина, а цепь отрицательной обратной связи - блок с регулируемым коэффициентом передачи, а также первый н второй двухполупериодные выпрямители, алгебраический сумматор, аттенюатор, источник опорного напряжения и последовательно соединенные блок сравнения и интегратор, при этом выход дифференциального усилителя подключен также к входу. первого двухполупериодного выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения коэффициента нелинейных искажений, в него введены регулируемый и нерегулируемый фильтры, входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго двухполупериодных выпрямителей, выход регулируемого фильтра подключен к одному вхьду алгебраического сумматора, выход нерегулируе-мого фильтра подключен к входу атте- нюатора, выход которого подключен. к другому входу алгебраического сумматора, выход которого подключен к одному входу блока сравнения, другой 3 вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, выход интегратора. подключен к управляющему входу блока с регулируемым коэф" фициентом передачи, а выход дифферен- Я циального усилителя подключен также к входу второго дьухполупериодного выпрямителя.

2. AC -генератор, о т л,и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения коэффициента нелинейных искажений, блок с регулируемым коэффициентом передачи содержит управляемый аттенюатор, состоящий из последовательно соединенных по постоянному току первого, второго и третьего элементов с регулируемым сопротивлением, а также неиивертируюп ий и инвер-, тирующий усилители, входы которых объединены и являются управляющим

283бб входом блока с регулируемым коэффициентом передачи, а выходы подключены к управляющим входам соответственно второго и третьего элементов с регулируемым сопротивлением, точка соединения которых является выходом блока с регулируемым коэффициентом передачи, а другой выход первого элемента с регулируемым сопротив лением является входом блока с регулируемым коэффициентом передачи

Изобретение относится к радионэ-. мерительной технике, а точнее к области измерений на низких частотах, и наиболее эффективно может быть использовано для анализа нелинейных 5 искажений высоколинейных усилителей.

Известен КС -генератор, содержащий дифференциальный усилитель, в цепь положительной обратной связи которого включен мост Вина, а в цепь отрицательной обратной связи — блок с регулируемым коэффициентом передачи, выход дифференциального усилителя подключен через амплитудный детектор к первому входу сумматора >5. и через последовательно соединенные первый двухполупериодный выпрямитель,. первый блок сравнения, другой вход которого подключен к источнику опорного напряжения, и первый ин- 20. тегратор к второму входу сумматора, выход которого подключен к управляющему входу блока.с регулируемым коэффициентом передачи, при этом точка соединения двух плеч моста Ви- 25 иа через последовательно соединенные дополнительный усилитель, второй двухполупериодный выпрямитель, второй блок сравнения, другой вход которого подключен к выходу первого двух-30 .полупериодного выпрямителя, и второй интегратор подключен . к управляющему входу элемента с регулируемым сопротивлением, который включен в одно из плеч моста Вина (1gНаиболее близким техническим решением к предложенному является

МС -генератор, содержащий дифференцнальный усилитель, в цепь положительной обратной связи которого включен мост Вина, а в цепь отрицательной обратной связи " блок с регулируемым коэффициентом передачи, а также первый и второй двухполупериодные выпрямители, алгебраический сумматор, аттенюатор, источник опорного напряжения и последовательно соединенные блок сравнения и интегратор, при этом выход дифференциального усилителя подключен к входу первого двухполупериодного выпрямителя и к входу амплитудного детектора, выход которого подключен к первому входу дополнительного сумматора, второй вход которого подключен к выходу интегратора, а выход дополнительного сумматора — к управляющему входу.блока с регулируемым коэффициентом передачи, выходы источника опорного напряжения — к входам аттенюатора и алгебраического сумматора, другой вход которого подключен к выходу первого двухполупериодного выпрямителя, а выход алгебраического сумматора — к входу второго двухполупериодного выпрямителя, выход которого подключен к одному входу блока сравнения, другой вход которого подключен к выходу аттенюатора f2) .

Однако известные К -генераторы имеют значительный коэффициент нели" нейных искажений.

Цель изобретения — уменьшение коэффициента нелинейных искажений.

С этой целью в С -генератор, содержащий дифференциальный усили11283

3 тель, в цепь положительной обратной связи которого включен мост Вина, а в цепь отрицательной обратной связи — блок с регулируемым коэффициентом передачи, а также первый и 5 второй двухполупериодные выпрямители, алгебраический сумматор, аттенюатор, источник опорного напряжения и последовательно соединенные блок сравнения и интегратор, при этом вы- -1О ход дифференциального усилителя подключен к входу первого двухполупе риодного выпрямителя, введены регу" лируемый и нерегулйруемый фильтры, входы которых подключены к выходам 15 соответственно первого и второго двухполупериодных выпрямителей, выход регулируемого фильтра — к одному входу алгебраического сумматора, выход нерегулируемого фильтра — к входу 20 аттенюатора, выход которого подключен к другому входу алгебраического сумматора, выход которого подключен к одному входу блока сравнения, другой вход которого подключен к выходу 25 источника опорного напряжения, выход интегратора — к управляющему входу блока с регулируемым коэффициентом передачи, а выход дифференциального усилителя . — к входу второго двухпоупериодного выпрямителя, при этом блок с регулируемым коэффициентом передачи содержит управляемый аттенюатор, состоящий из последовательно соединенных по постоянному току первого, второго и третьего элементов с регулируемым сопротивлением, а также неинвертирующнй и инвертирующий усилители, входы которых

Объединены и являются Управляющим 40 входом блока с регулируемым коэффициентом передачи, а выходы подключены к управляющим входам соответственно второго и третьего элементов с регулируемым сопротивлением, точка соединения которых является выходом блока с регулируемым коэффициентом передачи, а другой вывод первого элемента с регулируемым сопротивлени- ем — входом блока с регулируемым 50 коэффициентом передачи.

На фиг. 1 представлена структур-, ная электрическая схема НС -генератора на фиг. 2 — эпюры. напряжения, поясняющие его работу. 55

kC -генератор содержит дифференциальный усилитель 1, мост 2 Вина, блок 3 с регулируемым коэффициентом

66 4 передачи, первый и второй двухполупериодные выпрямители 4 и 5, регулиpyemiA 6 и нерегулируемый 7 фильтры, аттенюатор 8, алгебраический сумматор 9, блок 10 сравнения, источник

11 опорного напряжения, интегратор 12, при этом блок 3 с регулируемым коэффициентом передачи содержит инвертирующий 13 и неинвертирующий 14 усилители.и. управляемый аттенюатор

15, состоящий из первого, второго и третьего элементов с регулируемым сопротивлением, выполненных на поле вых транзисторах 16-18.

1 С -генератор работает следующим образом.

Мост 2 Вина имеет на частоте квазирезонанса коэффициент передачи, равный 1/3, поэтому для получения автоколебаний коэффициент передачи дифференциального усилителя 1 должен быть больше трех.

После возникновения автоколебаний сигнал с выхода. дифференциального усилителя 1 поступает на идентичные один другому двухполупериодные выпрямители 4 н 5, сигналы с которых, имеющие вид положительнык однополярных колоколообразных импульсов, поступают на регулируеьый 6 и нерегулируемый.7 фильтры. Постоянная времени регулируемого .фильтра 6 больше постоянной времени нерегулируемого фильт- . ра 7 на величину коэффициента переда - чи аттенюатора 8, ослабляющего сигнал с выхода нерегулируемого фильт- ра 7. Напряжение с выхода регулируе- мого фильтра 6 имеет характерные для любого выпрямителя с фильтром пульсации, которые имеют вид пилообразного напряжения (фиг. 2al ) . Амплитуда сигнала с аттенюатора 8 (фиг. 2 о ) меньше чем на выходе регулируемого фильтра 6.

Затем сигналы с выхода регулируемого фильтра 6 и с выхода аттенюатора

8 поступают на входы алгебраического сумматора 9, в качестве которого используется дифференциальный усилитель, работающий в режиме вычитания сигналов. Регулировка постоянной времени регулируемого фильтра 6 позволяет выровнять скорости убывания пилообразного напряжения, при этом достигается почти полная компенсация пульсаций на выходе алгебраического сумматора 9 (фиг. 2 в ), а небольшие

1128366 йоложительные выбросы вызв=.,ны несколько различающимися процессами заряда конденсаторов регулируемого и нерегулируемого фильтров 6 и 7.

Напряжение с алгебраического сум- 5 матора 9 подается на блок 10 сравнения 10, в котором происходит его сравнение с напряжением установки, поступающим с выхода источника 11 опорного напряжения. Затем сигнал с выхода блока 10 сравнения поступает на интегратор 12, напряжение на выходе которого пропорционально заряду, поступившему на его вход с выхода блока 10 .сравнения. Это напряжение прикладывается к входам.инвертирующего и неинвертирующего усилителей 13 и 14.

При возможном увеличении выходного напряжения RC -генератора напряжения на выходах алгебраического сумматора 9, блока 10 сравнения и интегратора 12 также повышаются.

Тогда потенциал на выходе неинвертирующего усилителя 14 возрастает, а на выходе инвертирующего,усилителя

13 понижается, что приводит в управляемом аттенюаторе I5 к снижению сопротивления канала полевого транзистора 18.

Таким образом, напряжение синусоидального сигнала, снимаемое со стока полевого транзистора 18 и прикладываемое к инвертирующему входу дифференциального усилителя 1„ повышается. При этом амплитуда синусои-. дального напряжения на выходе дифференциального усилителя 1 понижается. Таким образом, осуществляется стабилизация амплитуды напряжения

AC -генератора.

В состоянии, обеспечивающем стабильное выходное напряжение K -генератора, коэффициент передачи управляе-5

Мого аттенюатора l5 образованного полевыми транзисторами 16-18, должен быть равен 1/3. Тогда коэффиЦиент передачи дифференциального уси-, лителя 1 становится равным 3, затухание, вносимое мостом 2 Вина,,компенсйруется . В стационарном состоянии напряжение смещения ц, подаваемое на полевой транзистор 16, выбирается близким к нулю и такой величины„ чтобы потенциалы на затворах всех полевых транзисторов 16-18 были равны. Такой режим обеспечивает независимость сопротивлений каналов полевых транзисторов 16-18 от приложенного напряжения с выхода диффе- ренциального усилителя 1. В предлагаемом устройстве целесообразно исполь.зовать согласованные полевые транзис торы.

Структура выполнения блока 3 с регулируемым коэффициентом передачи и цепи управления им не только стабилизирует уровень выходного напряжения, но и создает оптимальные условия с точки зрения снижения коэффициента нелинейных искажений

{фиг. 2 г ). Минимизации нелинейных искажений добиваются в процессе настройки 3С -генератора независимой регулировкой постоянной времени ! регулируемого фильтра 6 и напряжения смещения на полевом транзисторе

16 управляемого аттенюатора 15.

На макете устройства удалось сни,зить амплитуду пульсаций управляю щего напряжения в 40 раз, при этом коэффициент нелинейных искажений составлял величину порядка тысячных долей процента.

Технико-экономический эффект предложенного RC -генератора определяется низким уровнем нелинейных искажений сигнала на его выходе в ,сравнении с известным устройством.

Коэффициент нелинейных искажений базового объекта составляет порядка десятых долей процента, а предложенного устройства — порядка тысяч1ных долей процента. Последнее позволит использовать предложенный ,RL -генератор для настройки высококачественной звуковой аппаратуры, требования к качеству которой постоянно возрастают. В настоящее время нормы на высококачественную звуковую аппаратуру предполагают уровень нелинейных искажений не более 0,047.

Для настройки такой аппаратуры невозможно использовать известное устройство или один из наиболее линейных промышленных генераторов Г3-102, имеющий коэффициент гармоник около

0.,037, так как уровень гармоник источника сигнала должен быть на поря.док меньше искажений объекта измерения.

1128366

Составитель H.Éýòâèåíêî

Техред О. Ващииииа

Корректор С.Шекмар

Редактор В.Данко

Тираж 86.1 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .113035, Москва,, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Заказ 9082/42

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