Генератор пилообразного напряжения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

265 А (19) SU (11) (51) 4 Н 03 К 4 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3620688/24 — 21 (22) 13.07.83 (46) 15.01.86. Бюл. № 2 (71) Харьковский инженерно-строительный институт (72) В.А.добрыдень, В.Л.Земляков, В.П.Петрик и А.Л.Шагин (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 578667, кл. Н 03 К 4/50, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 1005279, кл. Н 03 К 4/08, 1981. (54) (57) ГЕНЕРАТОР ПИЛООБРАЗНОГО

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий генератор тактовых импульсов, первый выход которого соединен с входом первого счетчика, второй счетчик и цифровой компаратор, первая и вторая группа входов которого соединена поразрядно с выходами соответственно первого и второго счетчиков, первый триггер, нулевой вход которого соединен с входом делителя частоты, а выход — с входом демодулятора, выход которого является выходом устройства, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности при одновременном расширении функциональных возможностей, в него введены первый и второй блоки синхронизации, второй тригrep, коммутатор, первый и второй дешифраторы, первый и второй ключи, причем второй счетчик выполнен реверсивным, его выход соединен с входами первого и второго дешифраторов, выходы которых соединены соответственно с управляющими входами первого .и второго ключей, входы которых сое-. динены с единичным входом первого триггера, а выходы — с нулевым и единичным входами второго триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами коммутатора, первый и второй выходы которо- го соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами второго счетчика, а вход — с выходом делителя частоты, управляющий вход которого соединен с первым управляющим входом коммутатора, при этом входы первого и второго блоков синхронизации соединены соответственно с выходами переполнения первого счетчика и выходом цифрового компаратора, выходы — с нулевым и единичным входами первого триггера, а управлякхцие входы — с вторым выходом генератора тактовых импульсов, третий выход которого соединен с управляющим входом цифрового компаратора.

1205265

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в качестве задающего устройства систем, формирующих возвратно-поступательные движения (подвижные органы станков, намоточные механизмы, ан— тенны радиолокационных станций и др.), а также в качестве задающего генератора в приборах для комплексного исследования динамических систем автоматического регулирования.

Цель изобретения — повышение надежности устройства путем исключения сбоев в моменты перехода от возрастания выходного напряжения к убыванию (и обратно), с одновременным расширением функциональных воэможностей за счет раздельного установления крутизны нарастания и убывания выходного напряжения.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства, на фиг.2 — временные диаграммы, иллюстрирующие его — . работу, !

l5

25

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, первый счетчик

2, цифровой компаратор 3, первый и второй блоки 4 и 5 синхронизации, первый и второй триггеры 6 и 7, 30 коммутатор 8, второй счетчик 9, первый и второй дешифраторы 10 и 11, первый и второй ключи 12 и 13, делитель 14 частоты и демодулятор 15.

Буквами А, В, С обозначены соответственно первый, второй и третий выходы тактового генератора 1, знака. ми "+" и -" — суммирующий и вычитающий входы второго счетчика 9, выполненного реверсивным. Первый выход генератора 1 соединен с входом второго счетчика 2, второй выход — с управляющими входами. блоков 4 и 5» третий выход — с управляющим входом цифрового компаратора

3. Входы блоков 4 и 5 соединены с выходом переполнения первого счетчика 2 и выходом цифрового компаратора

3 соответственно, а выходы — с нулевым и единичным входами первого триггера 6, выход которого соединен с входом демодулятора 15. Первая и вторая группы входов цифрового компаратора 3 соединены поразрядно с выходами соответственно первого счет-, чика 2 и второго счетчика 9, выходы которого соединены также с входами дешифраторов 10 и 11, выходы которых соединены с управляющими входами первого и второ о кл«1чей

12 и 13, входы которых соединены с единичным входом первого триггера

6, а выходы соответственно с нулевым и единичным входами второго триггера 7, прямой и инверсный выходы ко— торого соединены с первым и вторым управляющими входами коммутатора 8, первый и второй выходы которого соединены с суммирующим и вычитающим входами второго счетчика 9. Вход делителя 14 соединен с выходом первого блока 4, а управляющий вход и выход соответственно — с первым управляняцим входом и входом коммутатора 8.

На фиг.2 показаны сигналы: 0 на выходе переполнения первого счетчика 2; о — на выходе цифрового компаратора 3, 3 — на выходе первого триггера 6; — содержимое второго счетчика 9 (ступенчатая линия); содержимое первого счетчика 2 (пилообразная линия), И вЂ” на выходе второго триггера 7; ж- — на выходе демодулятора 15.

Генератор 2 генерирует на первом выходе А короткие импульсы стабильной высокой частоты с периодом L эти же импульсы, задержанные на время с /3 и 2 L/3, появляются соответственно на его третьем и втором выходах С и В.

Счетчик 2 представляет собой обычный накапливающий П =разрядный двоичный счетчик импульсов.

Цифровой компаратор 3 пропускает на выход импульс, поступающий íà его управляющий вход с выхода С тактового генератора, только при выполнении условия

Ng- Мс > где Й и Nq — числа, фиксируемые в этот момент в первом счетчике 2 и во втором счетчике 9 соответственно.

Блок синхронизации 4 предназначен для выдачи на его выход импульсов, поступающих на его вход (с выхода счетчика), одновременно с тактовым импульсом, поступающим на его управляющий вход (с выхода В тактового генератора). Блок 5 идентичен блоку

4.

Триггеры 6 и 7 имеют раздельные импульсные входы и потенциальные выходы.

Коммутатор 8 соединяет рабочий вход (т.е. выход делителя частоты

1205265 4

14) с суммирующим входом счетчика

9, если триггер 7 находится в единич ном состоянии, и с вычитающим, — если триггер 7 установлен в нуль.

Счетчик 9 имеет раздельные входы и кодовый выход, число его разрядов равно числу и разрядов счетчика 2.

Дешифраторы 10 и 11 имеют потенциальные выходы, число их входов равно числу разрядов счетчика 9, они выполнены перестраиваемыми, единичный сигнал появляется на их выходах при M = N и И = М соответственно, причем значения величин М и Nq могут устанавливаться перед началом работы (0 N» i N. c ?"-1= N-1).

Ключи 12 и 13 нормально закрыты: импульс, поступающий на вход ключа, проходит на его выход только при наличии единичного сигнала на управляющем входе этого ключа.

Делитель 14 выполнен управляемым: если триггер 7 находится в нулевом состоянии, коэффициент деления равен

К, в противном случае он равен К» причем значения величин К, и К» (целые положительные числа) могут устанавливаться перед началом работы.

Демодулятор 15 преобразует периодический сигнал с выхода триггера 6 в постоянное напряжение согласно формуле (B статике) (2) где Т, и Г„ — длительность пребывания триггера 6 в нулевом и единичном состояниях соответственно в течение периода, (3) (здесь N =2 — коэффициент пересчеи та счетчика 2) .

Устройство работает следующим образом.

Пусть в исходном состоянии счетчик

2 и триггеры 6 и 7,установлены в нуль, а в счетчике 9 записано число и = м!2= Е, т. е. он заполнен наполовину, дешифраторы 10 и 11 наФ строены на срабатывание при N> -Н и Nq= N соответственно, пусть также установлены значения K,=К„=1 (см.фиг.1, где принято и =3, т.е.

М=8, N*=1, N =7, практически обыч-. но и =10-16) .

Рассмотрим вначале случай, когда делитель частоты отключен (импульсы на вход коммутатора 8 не поступают), Пусть, однако, К, = K =1. Тогда (см. фиг.2) первый импульс с выхода блока 4 поступает через коммутатор

8 на вычитающий вход счетчика 9, уменьшая его содержимое на единицу.

Теперь (в следующем периоде Т) импульс на выходе цифрового компаратора 3 (и соответственно на единичном

45 входе триггера 6) появляется на время 7 раньше, чем в предыдущем периоде), т.е.

11=(l "j", o= ((2 ")

По окончании этого периода импульс

50 с выхода блока 4 снова уменьшает величину и на единицу, соответственно возрастает величина I - 1 и т.д. Так продолжается до тех пор, пока (после очередного импульса с выхода делителя 14) не будет достигнуто равенство (4) 5

35 т.е. содержимое счетчика 9 не изменяется.

После и /2 импульсов с выхода А генератора 1 достигнуто выполнение условия (1), очередной импульс с выхода С проходит через цифровой компаратор на вход блока 5., а импульс с выхода 8 генератора 1 передает его на выход блока 5, т.е. на единичный вход триггера 6, устанавливая его в соответствующее состояние.

После M импульсов с выхода А генератора 1 возникает импульс на выходе счетчика 2, поступающий на вход блока 4. Очередной импульс с выхода В тактового генератора передает его на выход блока 4, т.е. на нулевой вход триггера 6, возвращая его в нуль и тем самым все устройство в исходное состояние (состояние триггера 7 в этом режиме, очевидно, не влияет на работу схемы).

Таким образом, в течение периода

Т триггер 6 находится в нулевом и единичном состоянии одинаковое время: l, = 7„= 7 3 при этом, согласно (2), выходной сигнал устройства равен нулю.

Отметим, что если в счетчике 9 было бы установлено число Nq

=М/2+4, то на выходе устройства поддерживалось бы постоянное напряжение, пропорциональное величине (4 ) и имеющее знак, противоположный знаку Ь

1205265

Ближайший во времени импульс с выхода блока 5 проходит через открытый теперь (сигналом с выхода дешиф- ратора 11) ключ 13, устанавливая триггер 7 в единичное состояние.

Теперь импульсы с .выхода делителя частоты начинают поступать †. через коммутатор — на суммирующий вход счетчика 9.

1О

В результате опережение импульсами с выхода блока 5 импульсов с выхода блока 4 начинает уменьшаться, достигает исходного значения Т/2 (при котором Ng = М/2, Р = 0 ) и продолжает уменьшаться (при этом

0 0 7 «Й а 1» ) до тех пор, пока

I не будет достигнуто равенство (5)

С зтого момента появляется единичный сигнал на выходе дешифратора

10, ключ 12 открывается, и очередной импульс с выхода блока 5 возвращает триггер 7 в нулевое состояние.

Таким образом, величина Т„-", дискретно с шагом У сначала увеличивается до (М вЂ” g ) ь, а затем уменьшается до-Ц С, соответственно— согласно (2) — изменяется выходное напряжение, скачки разности Т„-Т „ сглаживаются благодаря инерционным свойствам демодулятора.

Пусть теперь установлены произвольные значения .К, и К, . Тогда в случае нулевого состояние триггера

7 единица вычитается из содержимого

25 за

35 счетчика 9 не в каждом периоде Т, а лишь в одном из К, периодов, т.е. средняя скорость возрастания величины „ -Т, (и соответственно выходного напряжения устройства) уменьшается в К, раз.

При единичном состоянии триггера

7 содержимое счетчика 9 увеличивается на единицу в одном из К„ периодов Т, т.е. скорость убывания выход— ного напряжения уменьшается в К„ раз.

Таким образом, установкой величин

K и К„ задают соответственно скорость возрастания и убывания выходного напряЖения, а установкой величин

1.

Nq u N соответственно верхний и нижний уровни выходного напряжения, величины К, и (М --и„. 1 определяют

1 время нарастания, а величины К и (N +) — время убывания выходного напряжения, а следовательно, и его период.

Исходное состояние счетчика 9 Nq

=М/2 не является, очевидно, обязательным, оно взято ради простоты изложения, выбором соответствующих

1 значений N+ и Й можно получить выходное пилообразное напряжение, смещенное относительно оси абсцисс в положительном или отрицательном направлении. Важно также, что выход счетчика 9 является вторым (цифровым) выходом устройства, кодирующим величину Т„, а следовательно, согл;сно (3) и (2), величину выходного сигнала.

f 205 65

1205265 ,/

Составитель A. Смирнов

Редактор A.Ãóëüêî Техрец Т.Дубинчак Корректор Л.Тяско

Заказ 8538/57 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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