Программно-управляемый генератор синусоидальных колебаний

 

Изобретение относится к радиотехнике и связи. Цель изобретения - увеличение стабильности уровня выходного напряжения. Генератор содержит опорный г-р 1, два делителя 2 и 18 частоты, датчик 3 сетки частот,у-ль 4 с регулируемым коэф.передачи, два у-ля 5 и 25 мощности, блок автоматиВыход

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН бр 4 Н 03 В 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Виюле

"Ь.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3965402/24-09 (22) 15. 10. 85 (46) 15.01.89. Бкл, ¹ 2 (72) M.È.Æóðàâëåâ и Г.О.Приходовский (53) 621 ° 373.42 (088.8) (56) Генератор сигналов высокочастотный ГЧ-253. Техническое описание.

1981.

Авторское свидетельство СССР № 1427549, кл. Н 03 В 19/00,25.09 ° 85.

„„Я0„„145183О А1 (54) ПРОГРАММНО-УПРАВАМИ ЕМЫЙ ГЕНЕРАТОР СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕВАНИЙ (57) Изобретение относится к радиотехнике и связи. Цель изобретения увеличение стабильности уровня выходного напряжения. Генератор содержит опорный г-р 1, два делителя 2 и 18 частоты, датчик 3 сетки частот,у-ль 4 с регулируемьм коэф.передачи, два у-ля 5 и 25 мощности, блок автомати1451830 ческой регулировки усиления 6, коммутатор 7, два регистра 8 и 10 памяти, два ЦАП 9 и 23, два дешифратора

11 и 28, блок оперативного запоминания 12, цифровой индикатор 13, блок

14 авода информации, блок управления (БУ) 15, г-р 16 тактовых импульсов, компаратор 17, счетчик 19 импульсов, блок постоянного запоминания 20, преобразователь 21 кода, буферный ригистр 22, фильтр 24 нижних частот, преобразователь 26 уровня напряжения, сумматор 27, блок формирования им" пульсов 29, инвертор 30, два зл-та

И 31 и 32 и тр,,ггер 33. В генераторе осуществляется программное управление частотой и амплитудой выходного сигнала. При этом выходной сигнал синтезируемой частоты формируется методом пассивного синтеза и производится установка уровня выходного напряжения. Цель достигается путем обеспечения сопряжения обоих каналов формирования выходного сигнала по уровню выходного напряжения. Устр-во по п. 2 ф-лы отличается выполнением

БУ 15. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

2. рой делитель 18 частоты, счетчик 19 импульсов, блок 20 постоянного запоминания, преобразователь 21 кода, буферный регистр 22, второй ЦАП 23, фильтр 24 нижних частот, второй усилитель 25 мощности, преобразователь

26 уровня напряжения, сумматор 27, первый дешифратор 28, блок 29 формирования импульсов, инвертор 30, первый элемент И 31, второй элемент И 32, триггер 33.

Блок 15 управления (фиг ° 2) содержит первый дешифратор 34, триггер 35, первый и второй элементы ИЛИ 36, 37, первый и второй элементы И 38, 39, первый и второй счетчики 40, 41, пер" вый и второй инверторы 42, 43, регистр 44 сдвига, второй дешифратор

45, дифференцирующую RC-цепь 46.

Блок 12 оперативного запоминания (фиг.3) содержит первый, второй и третий регистры 47 — 49 памяти, мультиплексор 50.

Блок 29 формирования импульсов (фиг.4)содержит первый и второй элементы ИЛИ-НЕ 51,52, элемент И-НЕ 53, элемент И 54, регистр 55 сдвига.

Программно-управляемый генератор синусоидальных колебаний работает следующим образом.

Сигналы программного управления частотой и амплитудой выходного сигнала последовательно вводятся оператором посредством блока 14 ввода и.формации, с выхода которого управляющий сигнал поступает на вход первоИзобретение относится к радиотехнике и связи, предназначено для получения синусоидальных колебаний по сигналам программного управления и может быть использовано в системах измерения и контроля.

Цепью изобретения является увеличение стабильности уровня выходного напряжения.

На фиг. 1 представлена структурная 10 электрическая схема программно-управляемого генератора синусоидальных колебаний; на фиг, 2 — то же, блока управления; на фиг. 3 — то же, олока оперативного запоминания; на фиг. 4 то же,блока формирования импульсов; на фиг. 5 а, б, в, г, д, е, ж, з, и— временные диаграммы, поясняющие работу программно-управляемого генератора колебаний. 20

Программно-управляемый генератор синусоидальных колебаний (фиг.1) содержит опорный генератор 1, первый делитель 2 частоты, датчик 3 сетки частот, усилитель 4 с регулируемым

25 коэффициентом передачи, первый усилитель 5 мощности, блек 6 автоматической регулировки усиления (АРУ), коммутатор 7,первый регистр 8памяти, первый цифроаналоговый преобразователь 30 (ЦАП) 9, второй регистр 10 памяти, второй дешифратор 11, блок 12 оперативного запоминания, цифровой индикатор 13, блок 14 ввода информации, блок 15 управления, генератор 16 так- 35 товых импульсов, компаратор 17, втоз 1451830

ro дешифратора 34 и через дифференцирующую RC-цепь 46 на входы первого 40 и второго 41 счетчиков блока 15 управления а также на информаци9

5 онные входы регистров 47 — 49 памяти блока 12 оперативного запоминания.

Сигнал с выхода первого дешифратора 34 изменяет состояние триггера 35 и одновременно, пройдя первый элемент ИЛИ 36, производит установку начального состояния блока 12 оперативкого запоминания, освобождая первый

47, второй 48 и третий 49 регистры 15 памяти блока 12 оперативного запоминания от ранее введенной информации, после чего производится запись новой информации по тактовому сигналу с выхода дешифратора 34 ° Импульсы,такто- Zp вой синхронизации с выхода генератора

16 тактовых импульсов поступают на вход синхронизации первого счетчика

40 и далее — через первый 42, второй

43 инверторы и регистр 44 сдвига — 25 на входы первого и второго элементов

И 38, 39 (фиг. 5 в).

Адресными выходами блока 15 управления являются выходы второго счетчика 41. Согласно поступающему на вход 3ц мультиплексора 50 адресу производится опрос регистров 47 — 49 памяти блока

12 оперативного запоминания.

Смена данных производится с окончанием ввода сигнала, после чего с

35 выхода дешифратора 34 соответствующий импульс через второй элемент

HjIH 37 поступает на вход первого элемента И 38 и далее на тактовый вход регистра 8 памяти. Установленное зна- 4п чение частоты выходного сигнала высвечивается на табло цифрового индикатора 13.

В соответствии с установленным на выходе регистра 8 памяти кодом часто- 45 ты датчик 3 сетки частот, подключенный к опорному генератору 1 через первый делитель 2 частоты, вырабатывает синусоидальный сигнал, поступающий на вход усилителя 4. Блок 6 АРУ обеспечивает постоянство уровня выходного напряжения, а при изменении опорного напряжения, вырабатываемого первым ЦАП 9, позволяет изменять уровень выходного напряжения. С выхода усилителя 5 мощности сигнал установлечной частоты поступает на первый вход коммутатора 7, управляемого от триггера 33 °

Если значение устанавливаемой оператором частоты превышает низкочастотный диапазон стабилизации уровня выходного сигнала, то на выходе триггера 33 устанавливается состояние логического нуля за счет подачи на его вход импульсов с выхода элемента

И 31 (фиг. 5 е), образующихся при совпадении импульсов с выходов блока

29 формирования импульсов (инвертированных инверторов 30), первого элемента И 38 и второго дешифратора 45 блока управления. При этом состояние логического нуля на выходе триггера

33 переключает коммутатор 7, и сигнал установленной частоты с выхода первого усилителя 5 мощности поступает непосредственно на выход программно-управляемого генератора синусоидальных колебаний. Кроме того, состояние логического нуля на стробирующем входе компаратора 17 запрещает прохождение импульсов на вход второго делителя

18, Если значение устанавливаемой оператором частоты находится в диапазоне стабилизации уровня выходного сигнала, то триггер 33 устанавливается в единичное состояние за счет поступления на его вход импульсов с выхода второго элемента И 32 (фиг.5 и), образующихся при совпадении импульсов с гыходов блока 29 формирования им,пульсов (фиг, 5 ж, з), первого элемента И 38 (фиг. 5 б) и дешифратора

45 блока 15 управления (фиг. 5 в) °

Состояние логической единицы с выхода триггера 33 поступает на вход сумматора 27, что соответствует добавлению к значению текущего кода дополнительного адреса числа. Модифицированный таким образом код адреса поступает на вход второго дешифратора 28 и определяет запись значения частоты в разряды регистра 8 памяти, которое оказывается больше высвечива" емого на табло цифрового индикатора

13 в 10000 раз. Сигнал гашения незначащих нулей формируется блоком 29 формирования импульсов (фиг, 5 r д) при подаче информационного сигнала с выхода блока !2 оперативного значения на первый элемент 1ПИ-НЕ 51, а сигналов управления (фиг. 5 a) — на входы элементов И-НЕ 53, и 54 и вход синхронизации регистра 55 сдвига.

Сформированные импульсы гашения незначащих нулей с выхода второго эле30 6 опорный генератор, первый делитель а частоты и датчик сетки частот, последовательно соединенные первый усилитель мощности, блок автоматической регулировки усиления с регулируемым коэффициентом передачи, коммутатор, первый информационный вход которого соединен с выходом первого усилителя мощности, а выход является выходом программно-управляемого генератора синусоидальных колебаний, последовательно соединенные первый дешифратор и первый регистр памяти, выход которого соединен с управляющим входом датчика сетки частот, последовательно соединенные второй дешифратор„ второй регистр памяти и первый цифроаналоговый преобразователь, выход которого оперативного запоминания, выход котого регистра памяти, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и блок управления, управляю-, первый управляющий выход блока управления соединен с входом установки начального состояния блока оперативного запоминания, отличающийся

45 частоты, счетчик импульсов, блок постоянного запоминания и преобразователь кода, буферный регистр, второй цифроаналоговый преобразователь, фильтр нижних частот и второй усилитель мощности, выход которого соединен с вторым информационным входом коммутатора, преобразователь уровня напряжения, выход которого соединен с опорным входом второго цифроаналогового преобразователя, последовательно соединенные блок формирования формула изобретения

1. Программно-управляемый генератор синусоидальных колебаний, содержащий Прследовательно соединенные

5 14518 мента ИЛИ-НЕ 52 поступают на инвертор 30 и второй элемент И 32.

Разрядные выходы регистра 8 памяти управляют изменением частоты датчика 3 сетки частот и с выхода пер5 вого усилителя 5 мощности сигнал установленной частоты поступает на вход компаратора 17, преобразующего синусоидальный сигнал в прямоугольные импульсы, поступающие на вход второго делителя 18 частоты.

Таким образом, в низкочастотном диапазоне датчик 3 сетки частот вместе с усилителем 4 используется в качестве формирователя сигнала тактовой частоты, Выходной сигнал формируется методом пассивного синтеза, основанным на применении счетчика 19 как источника кода фазы и блока 20 постоянного запомина- 20 соединен с управляющим входом блока ния в качестве функционального пре- автоматической регулировки усиления, образователя кода фазы в код значе- регистр сдвига, последовательно соений уровня выходного сигнала. Прохо- диненные блок ввода информации и блок дя через преобразователь 21 кода и буферный регистр 22, сигнал преобра- 25 рого соединен с информационными вхозуется вторым ЦАП 23 в аналоговую дами первого регистра памяти и второформу и через фильтр нижних частот и второй усилитель 25 мощности поступает на вход коммутатора 7. При этом эквивалентный коэффициент деления 30 щий вход которого соединен с выходом второго делителя 18 и счетчик 19 вы- блока ввода информации, адресный выбирается таким, что значение синтизи- ход блока управления соединен с вхоруемой частоты будет всегда совпадать дом второго дешифратора и адресным со значением на табло цифрового инди- входом блока оперативного запоминакатора 13. ния, первый, второй и третий тактоАналогично производится установка вые выходы блока управления соедине-! уровня выходного напряжения, при ны с тактовыми входами соответственэтом синхронизирующий сигнал через но первого и второго регистров памявторой элемент ИЛИ 37 и второй эле- ти и блока оперативного запоминания, мент И 39 поступает на тактовый вход 4р буферного регистра 10. Двоично-десятичный код значения уровня сигнала на выходе буферного регистра 10 преобразуется первым ЦАП 9 в опорное тем, что, с целью увеличения стабильнапряжение, подаваемое на блок 6 АРУ ности уровня выходного напряжения, в и преобразователь 26 уровня напря- : него введены последовательно соедижения, которое является опорным для ненные компаратор, второй делитель второго ЦАП 23. Это позволяет обеспечить сопряжение обоих каналов формирования выходного с,игнала по уровню выходного напряжения и получить лучшую стабильность уровня выходного напряжения в области нижних частот.

1451830 импульсов, инвертор, первый элемент

И, триг ер и сумматор, выход которого соединен с входом первого дешифратора, второй элемент И, цифровой ин5 дикатор, второй вход сумматора соединен с адресным выходом блока управления, выход триггера соединен со стробирующим входом компаратора и управляющим входом коммутатора, управляющий вход блока формирования импульсов соединен с вторым управляющим выходом блока управления, а информационный вход блока формирования импульсов соединен с выходом блока 15 . оперативного запоминания, второй и третий входы первого элемента И соединены соответственно с третьим уп" равляющим и первым тактовым выходами блока управления, выход второго элемента И соединен с вторым входом триггера, а первый, второй и третий входы второго элемента И соединены соответственно с выходом блока формирования.импульсов, третьим управ- 25 ляющим выходом блока управления и первым тактовым выходом блока управления, управляющий вход цифрового индикатора соединен с адресным выходом блока управления, а информацион- 0 ный вход цифрового индикатора соединен с выходом блока оперативного запоминания, причем выход второго дели теля частоты соединен с тактовым входом регистра сдвига, выход старшего разряда счетчика импульсов соединен с управляющим входом преобразователя кода и с входом старшего разряда буферного регистра, выход датчика сетки частот соединен с входом усилите- 4р ля с регулируемым коэффициентом передачи, выход которого соединен с входом первого усилителя мощности, информационный вход компаратора соединен с выходом первого усилителя мощ- 45 ности, информационный вход второго цифроаналогового преобразователя соединен с выходом регистра сдвига, а вход преобразователя уровня напряжения соединен с выходом первого цифроаналогового преобразовате2. Генератор по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что блок управления содержит последовательно соединенные первый дешифратор, триггер и первый элемент И, последовательно соединенные первый счетчик, первый инвертор регистр сдвига и второй элемент Й, последовательно соединенные второй счетчик и второй дешифратор, первый элемент ИЛИ, входы которого соединены с соответствующими выходами младших разрядов первого дешифратора, второй элемент HJIH, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов

И, а также второй инвертор, при этом входы второго элемента KIH соединены с соответствующими выходами старших разрядов первого дешифратора, выход второго инвертора соединен с информационным входом регистра сдвига, вход второго инвертора соединен с выходом старшего разряда первого счетчика, а первым, вторым и третьим тактовыми выходами блока управления являются выходы соответственно первого элемента И, второго элемента И и один из выходов старшего разряда первого дешифратора, адресными выходами блока управления являются разрядные выходы второго счетчика, а первым, вторым и третьим управляющими выходами блока управления являются выходы соответственно первого элемента. ИЛИ, старший разрядный выход первого счетчика и второй разрядный выход второго дешифратора, вход первого счетчика объединен с входом второго счетчика и через введеннуую RC-цепь соединен с входом первого дешифратора, который соединен также с синхронизирующим входом триггера и является управляющим входом блока управления, выход старшего разряда первого счетчика соединен с синхронизирующим входом второго счетчика, третьи входы первого и второго элементов И соединены соответственно с выходом регистра сдвига и инверсньм выходом триггера,а тактовым входом блока управления является тактовь и вход первого счетчика.

1451830

1451830 4яГц е, 3 жЩ

Составитель А.Стомахин

Техред Л.Сердюкова

Корректор Г.Решетник

Редактор А.Маковская

Заказ 7090/54 Тираж 879 Подписное

PHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4