Двухфазный перестраиваемый генератор

Авторы патента:

H03B27 - Генерирование электрических колебаний, обеспечивающее несколько выходных сигналов одинаковой частоты, но отличающихся по фазе, кроме варианта с двумя выходными сигналами, находящимися в противофазе

ДВУХФАЗНЫЙ ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий последователь-, но соединенные первьй и второй регулируемые активные фазовращатели и блок стабилизации амплитуды, выкод которого подключен к входу первого регулируемого активного фазовращателя , при этом каждьм регулируемый активный фазовращатель содержит операционный усилитель и Г-образное RC -звено, в поперечное плечо которого включен элемент с электронноуправляемым сопротивлением, которьй подключен параллельно неинвертирукщему входу операционного усилителя, источник управляющего напряжения и последовательно соединенные источник опорного напряжения, первьйблок сравнения и первьй усилитель, выход которого подключен к управляющему входу элемента с электронно-управляемым сопротивлением Г-образного RC -звена первого регулируемого активного фазовращателя, о т л и ч аю и с я тем, что, с целью повышения стабильности фазового сдвига выходных колебаний при перестройке частоты, в него введены парвьй и второй преобразователи напряжения в ток, входы которых подключены к выходу источника управляющего напряжения , при этом выход первого преобразователя напряжения в ток подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя первого регулиi руемого активногофазовращателя и к другому входу первого блока сравне (Л ния, а выход-второго преобразователя напряжения в ток подключен к неинвертирукядему входу операционного усилителя второго, регулируемого активного фазовращателя и через введенные последовательно соединенные второй блок сравнения и второй усилитель - . к управляющему входу элемента с электронно-управляемым сопротивлением to to Г-образного RC-звена второго регули .руемого активного фазовращателя, а выход источника опорного напряжения подключен также к другому входу второго блока сравнения, при этом каждый элемент с электронно-управляемым сопротивлинием вьшолнен в виде элемента управляемого по току.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Н 03 В 27

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕ

М. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3557792/24-09 (22) 23.02.83 (46) 15.02.85 Бюл. Ф 6 (72) Э.И.Павлюк, М.В.Наконечный и В.И.Нечепоренко (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им.Ленинского комсомола (53) 621.373.42(088.8) (56) 1. Грэм Дж. и др. Проектирование и применение операционных усилителей. М., "Мир", 1974, с. 417-420.

2. Патент США Ф 3289102, кл.331109, 1966 (прототип). (54)(57) ДВУХФАЗНЫЙ ПЕРЕСТРАИВАЕИЫЙ

ГЕНЕРАТОР, содержащий последователь-. но соединенные первый и второй регулируемые активные фазовращатели и блок стабилизации амплитуды, выход которого подключен к входу первого регулируемого активного фазовращателя, при этом каждый регулируемый активный фазовращатель содержит операционный усилитель и Г-образное

$tG -звено, в поперечное плечо которого включен элемент с электронноуправляемым сопротивлением, который подключен параллельно неинвертирующему входу операционного усилителя, источник управляющеro напряжения и последовательно соединенные источник опорного напряжения, первый"блок сравнения и первыи усилитель, выход которого подключен к управляющему

„„SU„„1140221 входу элемента с электронно-управляемым сопротивлением Г-образного

RC -звена первого регулируемого активного фазовращателя, о т л и ч аю щ"и и с я тем, что, с целью повы- шения стабильности фазового сдвига выходных колебаний при перестройке частоты, в него введены первый и второй преобразователи напряжения в ток, входы которых подключены к выходу источника управляющего напряжения, при этом выход первого преобразователя напряжения в ток подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя первого регулируемого активногофазовращателя и ф к другому входу первого блока сравнения, а выход .второго преобразователя напряжения в ток подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя второго, регулируемого активного фазовращателя и через введенные последовательно соединенные второй блок сравнения и второй усилительвЂ” к управляющему входу элемента с элект- 4h ронно-управляемым сопротивлением 1 }

Г-образного RC звена второго регули- фф .руемого активного фазовращателя, а ф выход источника опорного напряжения фы подключен также к другому входу второго блока сравнения, при этом каждый элемент с электронно-управляемым сопротивлинием выполнен в виде элемента управляемого по току. . В матического регулирования, Известен двухфазный генератор, содержащий соединенные в кольцо первый интегратор, в цепь обратной связи которого включен блок стабилизации амплитуды, второй интегратор и инвертор(13.

Недостатком известного двухф»ного генератора является невозможность плавной перестройки частоты выходных колебаний.

Наиболее близким по техническому решению к предложенному является

20 двухфазный перестраиваемый генератор, содержащий последовательно соединенные первый и второй регулируемые активные фазовращатели и блок стабилизации амплитуды, выход которого подключен к входу первого регулируемого активного фазовращателя, при этом каждый регулируемый активный фазовращатель содержит операционный усилитель и Г-образное RC -звено, в поперечное плечо которого включен элемент с электронно-управляемым сопротивлением, который подклювЂ” чен параллельно неинвертирующему входу операционного усилителя, источник управляющего напряжения и

35 последовательно соединенные источник опорного напряжения, первый блок сравнения и первый усилитель, выход которого подключен к управляющему

40 входу каждого элемента с электронноуправляемым сопротивлением 2 3.

Однако данный генератор при плавной перестройке частоты не обеспечивЂ” вает достаточно высокой стабильности

45 фазового сдвига выходных колебаний.

Цель изобретения вЂ” повышение стабильности фазового сдвига выходных колебаний при перестройке частоты.

Поставленная цель достигается

50 тем, что в двухфазный перестраиваемый генератор, содержащий последователь-, но соединенные первый и второй регулируемые активные фазовращатели и блок стабилизации амплитуды, выход

55 которого подключен к входу первого регулируемого активного фазовращателя, при этом каждый регулируемый

1 1!40

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано в устройствах измерения параметров электрических сигналов в качестве источника опор5 ных напряжений, а также для исследования частотных свойств систем авто221 2 активный фазовращатель содержит операционный усилитель и Г-образное

RC -звено, в поперечное плечо которого включен элемент с электронноуправляемым сопротивлинем, который подключен параллельно неинвертирующему входу операционного усилителя, источник управляющего напряжения и последовательно соединенные источник опорного напряжения, первый блок сравнения и первый усилитель, выход которого подключен к управляющему входу элемента с электронно-управляемым сопротивлением Г-образного

RC-çBåHà первого регулируемого активного фазовращателя, введены первый и второй преобразователи напряжения в ток, входы которых подключены к выходу источника управляющего напряжения, при этом выход первого преоб- разователя напряжения в ток подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя первого регулируемого активного фазовращателя и к другому входу первого блока сравнения, а выход- второго преобразователя напряжения в ток подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя второго регулируемого активного фазовращателя и через введенные последовательно соединенные второй блок сравнения и второй усилитель вЂ” к управляющему входу элемента с электронно-управляемым сопротивлением Г-образного RC -звена второго регулируемого активного фазовращателя, а выход источника опорного напряжения подключен также к другому входу второго блока сраввЂ” нения, при этом каждый элемент с электронно-управляемым сопротивлением выполнен в виде элемента управвЂ” ляемого по току

На чертеже представлена стуктурная электрическая схема двухфазного перестраиваемого генератора.

Двухфазный перестраиваемый генератор содержит первый 1 и второй 2 преобразователи напряжения в ток, первый 3 и второй 4 регулируемые активные фазовращатели, блок 5 стабилизации амплитуды, первый 6 и второй 7 блоки сравнения, источник 8 опорного напряжения, источник 9 управляющего напряжения, первый 10 и второй 11 усилители, при этом первый 3 и второй 4 регулируемые активные фазовращатели содержат операционный усилитель 12 и Г-образное

140221 ошибки равно постоянному напряжению Е поступающему с выхода источника 8 на первые входы блоков 6 и 7 сравнения.

Согласно закону Ома следовательно, Е о 32 )с U

Е, у ), и где у у2

10!

5 (2) где 7 =Д

12 12 12

Фазовый сдвиг, осуществляемый в каждом из регулируемых активных фазовращателей 3 и 4 равен

=mr с1 l9 (ju)) =-2arctg wfi (Ü)

1,2 1,2

В режиме устаНовившихся колебаний на частоте w в двухфазном переь

25 страиваемом генераторе выполняется условие баланса фаз

+Ч =-Л

1 2

033

Е, или

-2c(rctg ыТ -Zevñt wry =- Jt . (4) 30

4 2 (s)

О ri, ri

Из выражений (4) и (5) определяют фазовый сдвиг, осуществляемый первым 3 и вторым 4 регулируемыми активными фазовращателями, р\.

У1=-2arctg; Я =-2 гctg вЂ” (Ь)

1 1

Управляющее напряжение U с выхо2 да источника 9 с помощью первого 1 и второго 2 преобразователей преобразуется в токи

Ч2(М) =-2сц ct.g (ы) -2агс

-звено, состоящее из элемента 13 с электронно-управляемым сопротивлением, выполненного в виде элемента управляемого по току, и конденсатора 14.

Двухфазный перестраиваемый генератор работает следующим образом.

Передаточные функции первого 3 и второго 4 регулируемых активных фазовращателей определяются выражением

1,2

VI р1= вЂ”., 11

12 1+р <

Из уравнения (4) получают выражение для частоты автоколебаний

71=) 1О, 2=) 20„, (7) протекающие по элементам 13 с электронно-управляемым сопротивлинем, которые могут быть выполнены на полевых транзисторах или оптронах.

Напряжение на элементах 13 благодаря наличию отрицательной, обратной связи с точностью до статической вЂ” сопротивления элементов 13 первого 3 и второго 4 регулируемых активных фазовращателей.

После подстановки (9) в (5) получают частоту колебаний на выходных зажимах двухфазного перестраиваемого генератора, пропорциональную управляющему сигналу где С,, С вЂ” емкости конденсаторов 4 первого 3 и второго 4 регулируемых активных фазовращателей.

Фазовый сдвиг между сигналами, снимаемыми с выходов первого 3 и второго 4 регулируемых активных фазовращателей получают после подстановки выражения (9) в (6) Из выражений (10) и (11) следует, что частота колебаний двухфазного перестраиваемого генератора пропорциональна.управляющему напряжению, поступающему на его вход, а фазовый сдвиг между выходными сигналами определяется отношением коэффициентов передачи преобразователей 1 и 2 напряжения в ток при фиксированных величинах С„ и С и не зависит от частоты колебаний генератора.

Технико-экономический эфффект заключается в повышении стабильности фазового сдвига выходных колебаний при перестройке частоты.

i 14Î221

Составитель Н.Матвиенко

Техред С. Йовжий

Корректор Е. Сирохман

Редактор Л. Веселовская

Тираж 872 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 271/43

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

Генератор квадратурных сигналов // 1107263

Двухфазный генератор гармонических сигналов // 1084941

Трехфазный генератор // 1020962

Цифровой генератор синусоидальных сигналов // 1019579

Генератор трехфазного нормируемого напряжения // 1014122

Устройство для генерирования многофазного напряжения // 959257

Перестраиваемый формирователь сдвинутых по фазе гармонических колебаний // 938358

Устройство для формирования многофазного сигнала фрэнка // 866695

Многофункциональный генератор // 721892

Генератор с раздельной цифровой регулировкой частоты и фазы импульсов // 2168268

Цифровой формирователь четырехфазного гармонического колебания // 2212092

Изобретение относится к области радиотехники и может применяться в вычислительной технике

Устройство для формирования гармонического сигнала (варианты) // 2259629

Изобретение относится к устройствам генерирования электрических колебаний, обеспечивающих несколько выходных сигналов, и может быть использовано в устройствах электротехники для формирования двухфазного или трехфазного сигнала задания тока и напряжения электропривода переменного тока, а также к другим областям техники, где необходимо иметь двухфазные либо трехфазные напряжения или токи строго синусоидальной формы, регулируемой частоты с точным 90° или 120° - фазовым сдвигом между ними и возможностью изменения порядка чередования фаз

Двухканальный генератор гармонических сигналов // 2413354

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для электропитания звуковоспроизводящей аппаратуры

Кольцевой кмоп генератор, управляемый напряжением // 2455755

Цифровой многофазный генератор // 2066918

Двухфазный генератор гармонических сигналов // 2033684

Изобретение относится к импульсной и измерительной технике и может быть использовано в приборостроении, например в томографии на основе ядерного магнитного резонанса

Многофазный генератор низкочастотных синусоидальных колебаний // 1141556

Генератор синусоидального напряжения // 1166260

Генератор низкочастотных синусоидальных колебаний // 1171954