Функциональный генератор

 

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержаицй выходной усилитель мощности , выполненный в виде трансформатора , средний вывод первичной обмотки которого является входом пи тания .выходного усилителя мощности, и двух силовых транзисторов, коллек торы и эмиттеры которых соединены соответственно со свободными вьшода ми первичной обмотки трансформатора и с общейшиной питания, а также бло управления, выполненный в виде последовательно включенных задающего генератора, делителя частоты, реверсивного счетчика, блока памяти, цифроаналогового преобразователя и переключателя полярности, подсоединенного двумя выходами к базам силовых транзисторов выз одного усилителя мощности , отличающийся тем, что, с целью повышения мощности выходного сигнала функционального генератора при обеспечении высокого КПД за счет работы в режиме со следящим питанием, он содержит генератор треугольных импульсов, модулятор длительдости прямоугольных импульсов и последовательно включенные между входом питания функционального генератора и входом питания выходного усилителя мощности силовой ключ и фильтр низкой частоты, выход и два входа модулятора длительности прямоугольных импульсов подключены соответственно к управлякнцему входу силового ключа, к выходу цифроаналргового преобразователя и к выходу генератора треугольных импульсов, вход за-, пуска которого соединен с промежу- . точным выходом делителя частоты.

1145352

Изобретение относится к формировани1р (синтезу) электрических сигналов, описываемых тригонометрической, например синусоидальной, многоступенчатой функцией, и может найти 5 применение в автоматике, вычислительной и преобразовательной технике.

Известны функциональные генераторы, использующие цифровой синтез синусоидальных или других периодических сигналов путем использования в схемах управления оконечным каскадом счетчиков, регистров сдвига и

ЦАП, работающих в двоичном коде $1(.

Однако известные генераторы имеют 15 малую выходную мощность, определяемую, возможностями операционного усилителя, включенного на выходе устройства.

Наиболее близким по структуре построения схемы управления к изобрете-20 нию является функциональный генератор, состоящий из транзисторно-трансформаторного усилителя мощности и цифровой схемы управления, содержащей последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, реверсивный счетчик, ьлок памяти, цифроаналоговый преобразователь и переключатель полярности, подключенный .к дифференциальному входу усилителя мощности.

Указанное устройство обладает также малой выходной мощностью и низким КПД (2).

Цель изобретения — повышение мощ- ности выходного сигнала функционального генератора при обеспечении высокого КПД за счет работы в режиме со следящим питанием.

Поставленная цель достигается тем,<о что функциональный генератор, содержащий выходной усилитель мощности, выполненный в виде трансформатора, средний вывод первичной обмотки которого является входом питания выход- 5 ного усилителя мощности, и двух сило-вых транзисторов, коллекторы и эмитторы которых соединены соответственно со свободными выводами первичной обмотки трансформатора н с общей ши- >О ной питания, а также блок управления, выполненный в виде последовательно включенных задающего генератора, делителя частоты, реверсивного счетчика, блока памяти, цифроаналогового преобразователя и переключателя полярности, подсоединенного двумя выходами к базам силовых транзисторов выходного усилителя мощности, содержит генератор треугольных импульсов, модулятор длительности прямоугольных импульсов и последовательно включенные между входом питания функционального генератора и входом питания выходного усилителя мощности силовой ключ и фильтр низкой частоты, выход и два входа модулятора длительности прямоугольных импульсов подключены соответственно к управляющему входу силового ключа, к выходу цифроаналогового преобразователя и к выходу генератора треугольных импульсов, вход запуска которого соединен с промежуточным выходом делителя частоты.

На фиг. 1 представлена схема ю предлагаемого функционального генератора; на фиг. 2 — эпюры напряжения ъ питания Еп и вписанного по форме ступенчатого напряжения синтезированного синусондального сигнала Б„,.

Функциональный генератор (фиг. l) содержит задающий генератор 1 (как правило, кварцевый), делитель 2 частоты с выходом для запуска реверсивного счетчика 3, блок 4 памяти, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 5, переключатель б полярности, силовые транзисторы 7 выходного усилителя мощности, трансформатор 8 выходного усилителя мощности со средней точкой, фильтр 9 низкой частоты, генератор 10 треугольных импульсов, связанный с промежуточным выходом делителя 2 частоты, модулятор 1 1 длительности прямоугольных импульсов, второй вход которого связан с выходом ЦАП 5, силовой ключ 12, Фильтр 9 низкой частоты (ФНЧ) состоит из дросселя 13, диода l4 и конденсатора 15.

Генератор работает следующим образом.

Выходная частота задающего генератора 1 делйтся делителем 2 частоты до частоты несущей частоты модулятора 11, при этом чем она выше, тем выше частота среза ФНЧ и тем меньше его габариты и фазовая задержка по основной частоте. С основного выхода .делителя 2 частоты происходит запуск кольцевого реверсивного счетчика, нри этом номинал частоты f eA определяется выходной частотой генератора (й ц„) и количество ступенек (m) в четверти периода f*e„ =4mf (при ступеньках равной длительнос1! 453

52 ме.

Составитель .А. Маслов

Редактор N. Келемеш Техред М.Надь. Корректор М. Максимишинец

Заказ 1173/36 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ 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

3 тн) . Блок памяти заранее про(рлммируется под заданную форму выходного сигнала в течение четверти периода, причем длина его выходного слова равна длительности входного слова ЦАП 5. С выхода ЦАП 5 снимается сигнал, представляющий собой по форме., выпрямленный ступенчато-аппроксимированный синусоидальный сигнал.

Для получения двухполярного сигнала 1О и предварительного его усиления служит переключатель 6 полярности, осуществляющий запуск выходного усилителя мощности. Сигнал с выхода ЦАП 5 суммируется с треугольным сигналом в модуляторе 11, с выхода которого осуществляется запуск силового ключа 12. Серия прямоугольных импульсов с длительностью, модулированной по синусоидальному закону, фильтруется ФНЧ 9 и осуществляет питание усилителя мощности напряжением по форме Ея (фиг. 2).

Функциональный генератор легко реатизуеч ся на стандартных микросхемах. 25

С целью исключения выходного трансформатора усилитель мощности может быть выполнен по мостовой схеДля исключения влияния задержки по фазе в ФНЧ 9 на искажение формы усиливаемого сигнала необходимо использовать частоту модуляции в 1020 раз выше выходной частоты гене-, ратора, а синусоидальный сигнал синтезировать с паузой (с нулевой ступенькой фиг. 2), либо. предусмотреть подстройку фазы в переключателе 5 полярности.

Таким образом, в предлагаемом генераторе предусмотрено автоматическое слежение формы питающего напряжения за формой синтезируемого сигнала, а использование следящего питания обеспечивает высокий КПД, что позволяет изготовить функциокальный генератор по ГИСтехнологии в микромодульном исполнении.