Генератор качающейся частоты

 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в составе панорамных измерителей частотных характеристик. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повытьние точности . Генератор качающейся частоты содержит счетчик 2 импульсов с входной шиной 3 и управляемый генератор 6, Введение формирователя 1 ii элемента 4 управления с входом 5 управления устройством позволило обеспечить работу в автоматическом повторения циклов измерения и повышенную точность формирования частоты как показательной функции времени. 1 з.п. , 1 ил. а Ј

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК р1) н оз в гз/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVlV СВИДЕТЕЛЬСТВУ гз.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГННТ СССР (21) 4208043/21 (22) 06.03.87 (46) 30.01.91. Бюл. № 4 (75) В,И. Журавлев и Р.М. Ксиров (53) 681.3(088,8) (56) Алексеенко А.Г.. и др. Применение прецизионных аналоговых ИС.

N.". Радио и связь, 1981, с. 137, рис. 5.11.

-Мельников А.A. и др. Обработка частотных и временных импульсных сигналов. M. Энергия, 1976, с..!05, рис. 90. (54) ГЕНЕРАТОР КАЧАБ111ЕЙСЯ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к измери2 тельной технике и может использоваться в составе панорамных измерителей частотных характеристик. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повьп.ение точности. Генератор качакш,ейся частоты содержит счетчик 2 импульсов с входной шиной 3 и управляемый генератор б. Введение формирователя 1 и злвмента 4 управления с входом 5 управления устройством позволило обеспечить работу в автоматическом режиме повторения циклов измерения и повышенную точность формирования частоты как показательной функции времени. з,п. ф лы, 1 ил.

)624661

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в составе панорамных измерителей частотных характеристик 5

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности.

На чертеже представлена структурj ная схема .устройства.

)О

Генератор качающейся частоты содержит формирователь 1, счетчик 2 импульсов с входной шиной 3, элемент 4.

: управления с входом 5 управления уст ройством,а также управляемый генератор 6,. выход которого является вы ходом устройства. Выход управляемого генератора 6 через формирователь 1 соединен с суммирующим входом счетчика 2 импульсов, выход переполнения которого через элемент 4 управления подключен к входу разрешения записи счетчика 2 импульсов. Выходная шина счетчика 2 соединена с входной шиной управляемого генератора 6. 25

Мост Вина управляемого генератора

6 составлен из двух конденсаторов 7, двух цифроуправляемых резисторов 8 и усилителя 9. Выход моста Вина соединен с входом усилителя 9, а вход мос- 30 та Вина — с выходом усилителя 9, при

1 этом коэффициент усиления К усилителя 9 должен удовлетворять условию

К>-3 .

Цифроуправляемый резистор 8 сос-. тоит из N параллельно соединеннных цепочек, состоящих.из последовательно включенных резистора и ключа.

Управляющие входы ключей цифроуправляемого резистора 8 соединены с 4о выходами N старших разрядов счетчика 2, а коммутируемые ключами резисторы имеют сопротивления, обратно пропорциональные весам соответствукщих разрядов счетчика 2 импульсов.

Принцип работы. устройства основан на том, что частота управляемого генератора 6 изменяется на постоянную величину при изменении состояния И старших разрядов счетчика 2 на единицу, что обуславливает изменение выходной частоты по закону, близкому к показательной функции времени. Изменение состояния N старших разрядов

55 счетчика 2 на единицу происходит чеpcs а периодов генерируемой час" тоты (а - основание системы счисления счетчика 2, Р— разрядность счетчика 2, причем РуН). Введем следующие обозначения:

Ро - начальная частота;

gF - шаг изменения частоты при изменении состояния старших N разрядов счетчика 2 на единицу;

Р„ =Г0 +п))à — текущее значение частоты; „ - момент, соответствующий середине интервала времени генерации частоты Р,,„; — момент, соответствующий середине интервала времени генерации частоты Fo а=а — количество периодов генерируемой частоты P

В этих обозначениях для частоты

Р„=Р, ++6P ш 1 1 4 О 2 (Го + Г +У)

Для удобства дальнейших вычислений это равенствопереписывается в виде:

1 1 1 1 1

Pa+ 1 2 Fo Po

Для .частоты FR=Fo+2 Ь F

1 1 1 е -e,=m(— + — +—

Р P +QP Fo +2$F

1 1 1

2 (Р, Р,,2ЬГ))

Для частоты Г =Р +3))Р

) ) 1 1

t -t =ш(— + — +

3 0 Ро Ро +))Г Го +20 Г Ро +3))Р

1 1 1

2 Г Р+ЗЬР

В общем случае для частоты F =

И

=F +пЬР

tn-t0 1 1 1 ".— — - - — (— + — ) à —.—, ш 2 Fî Ро+пЬР 0 F +Khr

Умножая обе части равенства на F

)) Р и вводя замену ф = —, получаем о .о, . ш 2 1+пК

1 х „„,).

Для достижения показательной зависимости значения частоты от вре-, мени необходимо, чтобы выподнялось приблизительное равенство

a)-(t,-4,)

Fn tn

— å

Р или, учитывая предыдущее равенство и вводя замену Г„=)" +по(Р, 1624661 вход счетчика 2. Через 2 " периодов частоты F. код числа на выходе N

0 старших разрядов счетчика 2 увеличивается на единицу. Управляемый гене5 ратор 6 генерирует частоту F =F +$F.

Через 21 " периодов частоты Р состояние счетчика 2 опять увеличится на единицу и будет генерироваться частота .Р =F +211Р. Изменение частоты продолжается до момента переполнения счетчика 2, когда с его выхода переполнения импульс через элемент 4 управления поступает на вход разрешения записи данных и в счетчик 2 снова записывается код начальной часTOthl Fо .

Таким образом, генератор качающейся частоты циклически изменяет часто20 ту между значениями Г и F к, где

К=2 — 1, с дискретностьк1 бР, При этом генерируемая частота является, с высокой точностью, показательной функцией времени, Выход переполнения счетчика 2 может быть использован для синхронизации линейной развертки индикатора измерителя частотных характеристик °

Таким образом, генератор качающейся частоты по сравнению с извеcTHhIM обеспечивает во смежность работы в автоматическом режиме повторения циклов и змерения и новьнпенную точность измерений частотных характеристик.

Точность выполнения этого равенства можно определить, вычислив отклонение О (в процентах): (4 —, ..) ..)

1.— е — (1+naQ

%- — 100.

1+и (К

В качестве примера рассчитаем погрешность для измерения АЧХ стандартного телефонного канала: Р = о

=200 Гц, Q F=4 1 ц; n=0-950; =—

5Р -ГО=0,02.

Результаты расчета приведены ниже и h, z

1 1,27 10

5 5,8 10 ,10 l,01 -10

50 2,5 10

200 ь

950 3,5 10

Таким образом, при изменении частоты в 20 раз (от 200 до 4000 Гц 1 ee отклонение от показательной функции времени не превышает 0,004„ что на.три порядка лучше, чем у известных генераторов, Генератор качающейся частоты работает следующим образо:i.

После включения питания. кратковременно нажимают кнопку 10, при этом код начальной частоты F, поступающи1 по входной шине 3, записывается в счетчик 2, с выхода которого он поступает на управляющие входы ключей циф- 35 роуправляемых резисторов 8, соиротив— ление которых устанавливается обратно пропорциональным коду 1

Генератор 6 генерирует при этом

1 1 40 частоту Г = . ---, где R — сопроо тивгение цифроуправляемого резистора 8, соответствующее коду начальной частоты, т.е. генерируемая частота пропорциональна проводимости цифроуправляемых резисторов 8 и, следовательно, пропорциональна коду числа, поступающему с выхода счетчика 2 на управляющие входы ключей цифроуправляемых резисторов 8, С— емкость. фо р мул а и з о б р е т е и и я

1. Генератор качающейся частоты, содержащий управляемый генератор, выход которогD является выходом устройства, и счетчик с управляющей шиной, выходная шина которого подключена к входной шине управляемого генератора, о т л и чающий с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в нега дополнительно введены формирователь и элемент управления, при этом выход управляемого генератора через форми.рователь соединен с суммирующим входом счетчика, выход переполнения которого через элемент управления подключен к входу разрешения записи счетчика, а второй вход элемента управления .является входом управления у-стройст-. ва.

Выходная частота устройства изменяется на постоянпую величину QF npu изменении состояния счетчика 2 на единицу.

Выходное синусоидальное напряжение преобразуется формирователем 1 в импульсы, поступающие на сумиируюпяй

2. Генератор по и, 1, о т л и— чающий с я тем, что, с целью повышения точности, управляемый гене1624661

Составитель Н, Федоров

Редактор Т. Лазоренко Техред Л.Олийнык Корректор М. Шароши

Заказ 201 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ратор содержит усилитель, первый и второй конденсаторы, первый и второй цифроуправляемые резисторы с попарно. обьедииенными управляющими шинами, при этом выход усилителя через последовательно включенные первые конден,сатор и цифроуправляемый резистор под ключен к входу усилителя, который через параллельно включенные вторые

5 конденсатор и цифроуправляемый резистор соединен с общей шиной управляемого генератора.