Генератор инфранизких частот

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах генерирования и модулирования низкочастотных сигналов. Цель изобретения - повышение линейности формируемого с игнала с одновременным повьшением надежности работы генератора. Цель достигается за счет обеспечения формирования нормального двоичного кода, приводящего к получению большого количества кодовых комбинаций при снижении количества используемой элементной базы. Генератор инфранизких частот содержит генератор 1 прямоугольных импульсов , счетчик 2 импульсов, диоды 3-6, вьюоды 7 набора весовьк резисторов 8-11, балластный резистор 12, г триггеры 13 и 14, операционный усилитель 15, выходной коммутатор 16, фильтр 17 нижних частот, шину 18 выхода, резисторы 19, 20 и 21, элемент ИЛИ-НЕ 22. Фильтр 17 выполнен на операционном усилителе и служит для сглаживания ступенчатоизменяющегося квазисинусоидального напряжения и подавления высокочастотных помех коммутации. 1 табл. 2 ил. (Л ь СдЭ ел 00 ±I

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3879575/24-21 (22) 02.04.85 (46) 07.12.87.Бюл. Ф 45 (71) Институт вулканологии Дальневосточного научного центра АН СССР (72) В.Ф.Воропаев (53) 621.374 (088.8) (56) Полупроводниковая электроника в технике связи.: Сб.статей/Под ред.

И.Ф.Николаевского, Вып.22, М,, 1982, с.148, рис.1.

Авторское свидетельство СССР

Р 748867, кл. Н 03 К 13/20, 21.11.77. (54) ГЕНЕРАТОР ИНФРАНИЗКИХ ЧАСТОТ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах генерирования и модулирования низкочастотных сигналов.

Цель изобретения — повышение линейности формируемого сигнала с одновременным повышением надежности ра„„SU„„1358062 А 1 (gg 4 Н 03 B 19/12 Н 03 К 4/92 боты генератора. Цель достигается за счет обеспечения формирования нормального двоичного кода, приводящего к получению большого количества кодовых комбинаций при снижении количества используемой элементной базы.

Генератор инфранизких частот содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, счетчик 2 импульсов, диоды

3-6, выводы 7 набора весовых резисторов 8-11, балластный резистор 12, триггеры 13 и 14, операционный усилитель 15, выходной коммутатор 16, фильтр 17 нижних частот, шину 18 выхода, резисторы 19, 20 и 21, эле-, мент ИЛИ-НЕ 22. Фильтр 17 выполнен на операционном усилителе и служит для сглаживания ступенчатоизменяющегося квазисинусоидального напряже. ния и подавления высокочастотных помех коммутации. 1 табл. 2 ил. соединен с общей шиной, второй вЦ" вод балластного резистора 12 соединен с общей шиной, причем сопротив5 ление набора 7 весовых резисторов от младшего разряда к старшему и сопротивление балластного резистора

12 находятся в соотношении 1:0,5:

:0,2S:0,14:0,11.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 прямоугольных импуль. сов вырабатывает выходные сигналы непрерывно. Примем за;исходное состояние остальной части схемы следую" щее: счетчик 2 находится в состоянии 0000, сигналы на всех его выходах отсутствуют, триггер 14 в воз, бужденном состоянии (напряжение на

2О его инверсном выходе отсутствует), на выходе элемента ИЛИ-НЕ 22 сформирован сигнал, триггер 13 находится в возбужденном состоянии, на входе управления направлением счета °

25 счетчика 2 установлен сигнал "1" прямого счета. На вход управления коммутатора 16 сигнал не подан, поэтому на неинвертирующем входе операционного усилителя 15 напряжение, 30 равно нулю, и данный усилитель работает в режиме инвертора, т. е. выходное напряжение усилителя равно и противоположно по знаку напряжению на резисторе 12. Выходное напряжение . всей схемы равно нулю.

При поступлении первого импульса на вход счетчика 2 последний переходит в состояние 0001, т.е. выходное напряжение появляется только на пер-..

1О вом выходе счетчика 2. При этом напряжение на балластном резисторе

12 определяется соотношением сопротивлений балластного резистора 12 и весовorо резистора 8, подключенного к ,15 первому выходу счетчика 2 (остальные весовые резисторы набора 7 при данном коде отключены от выходов счетчика диодами). Данное соотношение выбрано равным 0,11:1, в связи

БО с чем напряжение на балластном резисторе U< составляет: с- - — - -- 0 099U (1)

U<, 01!

32(00011 1 . 0 11 о

U, — выходное напряжение счетчика 2.

При поступлении второго импульса на вход счетчика 2 последний перехо дит в состояние 0010, т.е. выходное где

1358062

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова на в устройствах генерирования и .модулирования низкочастотных сигналов

Цель изобретения — повышение линейности формируемого сигнала с одновременным повышением надежности его работы за счет обеспечения форми рования нормального двоичного кода, приводящего к получению большего количества кодовых комбинаций при снижении количества используемой элементной базы.

На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг.2 — эпюры, поясняющие его работу.

Генератор инфранизких частот содержит генератор 1- прямоугольных импульсов., выход которого соединен с, входом счетчика 2 импульсов, каждый из четырех выходов которого соединен через соответствующие четыре диода 3 — 6 со свободным выводом набора 7 четырех весовых резисторов

8 — 11, точка соединения которых соединена с первым выводом балластного резистора 12, первый триггер 13

R-вход которого соединен с четвертым выходом счетчика 2 импульсов, второй триггер 14, операционный усилитель 15, неинвертирующий вход которого соединен с выходом коммутатора

16, а выход — с входом фильтра 17 низких частот, выход которого соединен с шиной 18 выхода, первый 19, второй 20, третий 21 резисторы, элемент ИЛИ-HE 22, причем счетчик 2 импульсов выполнен довичным реверсив ным, его .вход управления соединен с выходом первого триггера 13,S-вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ вЂ  22, четыре входа которого соединены соответственно с четырьмя выходами двоичного реверсивного счет чика 2 импульсов, а выход соединен с

С-входом зторого триггера 14,D-вход которого соединен со своим выходом и управляющим входом коммутатора 16, вход которого соединен с общей точкой соединения набора 7 весовых рези торов и через первый резистор 19— с инвертирующим входом операционного усилителя 15, соединенным через второй резистор 20 с его выходом, неинвертирующий вход операционного усилителя через третий резистор 21

1358062 напряжение втором вых напряжейие

12 определ тивлений в

Uo 0,11

< (оо«1 ) . О 5

-2.

1+0,5 + 0,11

0,2480

30

50 сформировано только на оде счетчика 2, При этом на балластном резисторе яется соотношением сопро5 есового резистора 9 и балластного резистора 12 и составляет:

U ° 0 11 — — 0,18U, (2)

<2(oo

При поступлении третьего импульса на вход счетчика 2 последний переходит в состояние 0011„ -.е. выход— ные напряжения присутствуют на первом и втором выходах счетчика 2, 15 включены два,соответствующих весовых резистора 8 и 9, напряжение на балластном резисторе U, составляет:

Далее счетчик 2 последовательно переходит в состояния 0100, 0101, 0110, .0111, 1000.

В таблице прив едены соотв етств ующие расчетные соотношения и величины напряжений на балластном резисторе 12. Для сопоставления получен— ного ступенчатого напряжения и синусоидального сигнала здесь же при— ведены отношения напряжений U« к максимальной величине данного напряжения, а также величины синусоидального сигнала (амплитуда равна единице ) для аргументов, взятых с шагом

11,25 (90/8-11,25 ).

Данные таблицы подтверждают, что полученное ступенчатое напряжение является квазисинусоидальным.

Таким образом, благодаря выбранным соотношениям сопротивлений весовых и балластного резисторов, огибающая формируемого на балластном резисторе напряжения близка к синусоиде.

На фиг.2 приведены эпюры напряжений:

U < — на выходе генератора 1 прямоуг оль ных импуль с ов (фиг . 2а), U, — на первом выходе реверсивного счетчика 2 первый разряд (фиг . 2б), U — на в то ром выходе рев ерс ив—

2. ного счетчика 2 второй разряд (фиг. 2в), U — на третьем выходе реверсивz

z ного счетчика 2 третий разряд (фиг.2г), U — на четвертом выходе ревер J

z сивного счетчика 2 четвертый разряд (фиг . 2д), U< — на балластном резисторе 14 (фиг. 2е), U — на выходе элемента ИЛИНЕ 22 (фиг. 2ж), на выходе первого триггера

13 (фиг.2з), U — на выходе второго триггера

14 (фиг.2и), . U — на входах операционного усилителя 15 (фиг.2к), на выходе операционного

8 усилителя 15 (фиг.2л), U o — на выходе устройства в целом (фиг.2м).

При состоянии 1000 счетчика 2 импульсом с выхода четвертого разряда счетчика по R-входу триггер 13 переходит в невозбужденное состояние, на входе управления направлением счета счетчика 2 устанавливается сигнал "О" обратного счета.

Теперь с каждым последующим выходным импульсом генератора 1 состояние счетчика 2 изменяется от.

1000 до 0000 (1000,0111, 0110,0101, 0100,0011,0010,0001,0000) в обратном порядке. При этом на балластном резисторе 12 формируется напряжение, соответствующее заднему фронту полуволны синусоиды.

В течение всего времени счета от

0000 до 1000 и обратного счета от

1000 до 0000 на выходе операционного усилителя 15 формируется ступенчатое напряжение U, соответствующее отрицательной полуволне синусоиды (данный усилитель работает в режиме инвертора).

При переходе счетчика 2 в состояние 0000 появляется импульс на выходе элемента ИЛИ-HE 22, триггер 13 вновь переходит в возбужденное состояние, на входе U/D управления направлением счета счетчика 2 устанавливается сигнал прямого счета. Одновременно передним фронтом выходного сигнала .элемента ИЛИ-HE 22 триггер 14 переводится в другое состояние, в данном случае — невозбужденное. При этом коммутатор )6 подключает неинвертирующий вход операционного усилителя )А к общей точИмпул и

0001

0 11 ц а

0,11+1

0,099 0,225

0,195

0010

0 11

А ц

0,11+0,5

0,180 0,410

0,383.0 11 -А U

1.0 5 а — — --+О, 1,1

1+0,5

001) 0,556

0,248 0,564

5 1358062

6 ке весовых резисторов, благодаря вый триггер, R-вход которого соединен чему данный усилитель переводится в с четвертым выходом счетчика импульрежим повторителя, сов, второй триггер, операционный

Вновь при работе счетчика 2 от, усилитель, неинвертирующий вход косостояния 0000 до 1000 и обратно торого соединен с выходом коммутато5 до 0000 на балластном резисторе 12, ра, а выход — с выходом фильтра низформируется ступенчатое напряжение ких частот, выход которого соединен соответствующее положительной полу- с выходной шиной, первый, второй и волне синусоиды, на выходе операцион- 10 третий резисторы, о т л и ч а юного усилителя 15 формируется поло- шийся тем, что, с целью повыжительная полуволна синусоиды. шения линейности формируемого сигнаЗатем после перехода счетчика 2 в ла при одновременном повышении насостояние 0000 вновь изменяется сос- дежности его работы, в него введен тояние триггера 14,коммутатор 16 от- 15 элемент ИЛИ-НЕ, причем счетчик имключает неинвертирующий вход опера- пульсов выполнен двоичным реверсивционного усилителя 15 от балластно- ным, его вход управления соединен с го резистора 12, данный усилитель выходом первого триггера, S-вход переводится в состояние инвертора. . которого соединен с выходом элемента

Схема устройства в целом переходит в 20 ИЛИ-НЕ, с первого по четвертый вхоисходное состояние, и далее весь про- ды которого соединены соответственно цесс повторяется. с первого по четвертый выходами дво

Фильтр 17 низких частот на опера- ичного реверсивного счетчика.импульционном усилителе служит для сгла- сов, а выход соединен с С-входом втоживания ступенчатоизменяющегося ква- 25 рого триггера, D-вход которого соезисинусоидального напряжения и подав- динен со своим выходом и управляюления высокочастотных помех коммута- щим входом коммутатора, вход котороции. ro подключен к точке соединения набора весовых резисторов и через перФ о р м у л а и з о б р е т е н и я ЗО вый резистор - к инвертирующему входу операционного усилителя, соединен-.

Генератор инфранизких частот, со- ному через второй резистор с его вы-. держащий генератор прямоугольных им- ходом, при этом неинвертирующий вход пульсов, выход которого соединен с операционного усилителя через тревходом счетчика импульсов, каждый из тий резистор соединен с общей шиной, 35 четырех выходов которого через соот- а второй вывод балластного резистора ветствующий диод соединен со сво- соединен с общей шиной, причем сопрободным выводом соответствующего из тивления весовых резисторов от младнабора весовых резисторов, точка сое- шего разряда к старшему и сопротивле; динения которых соединена с первым 4 ние балластного резистора находятвыводом балластного резистора, пер- ся в соотношении 1:0,5:0,25:0,14:О,)1.

1358062

Продолжение таблицы

5 6

0100

0,306 0,694

0,707

О 11 л 11

О,iI+0,25 о

0101

0,831

0,355 0,806

О 11 .а

+О 1

0,25+1

0,923

0,904

0,398 о

0110

А А — yA

0 25+0 5

0 11

0,989

0,981

Uî О, 435

+ 0,11

0l 1 I

1 1 1

0,5 0,25

1 000

О ll

«А 11

0,11+0,14

0,44

Составитель А.Горбачев

Техред М.Дв1цык Корректор М.Шароши

Редактор Н.Тупица

Заказ 6007/55 Тираж 900 Подписно е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Д оизводственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 4

И д

d у

t