Формирователь синусоидальных сигналов
Использование: радиотехника измерительная техника формирователи эталонных сигналов для фазометров Сущность изобретения формирователь синусоидальных сигналов содержит двоичный счетчик, блок постоянного запоминания (БПЗ). первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП). нуль-орган формирователь коротких импульсов, элемент задержки, формирователь кодов коррекции частоты, сумматор, регистр сдвига и второй ЦАП. алгоритм функционирования которых позволяет повысить точность синхронизации выходных сигналов внешним синхронизирующим синусоидальным сигналом. 2 ил
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4828604/09 (22) 22.05.90 (46) 15.10.93 Ьоа Na 37-38 (71) Чувашский государственный университет им.И.Н.ульянова (72) Казаков ВВ. Немцев ГА; Степанов И.Н. (73) Казаков Владимир Викторович; Неацев Геннадий Александрович; Степанов Иван Николаевич (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ СИНУСОИДАЛЬНЫХ
СИГНАЛОВ (57) Использование: радиотехника измерительная техника, формирователи эталонных сигналов для (is) Rß (ii) 2001516 С1 (51) H03 Ь7 00 фазометров Сущность изобретения формирователь синусоидальных сигналов содержит двоичный счетчик блок постоянного запоминания (БПЗ), первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), нуль-орган, формирователь коротких импульсов, элемент задержв формирователь кодов коррекции частоть сумматор, регистр сдвига и второй
ЦАП. алгоритм функционирования KOTophlx позволяет foBHcHTb точность синхронизации выходньх сигналов внешним синхронизирующим синусоидальным сигналом. 2 ил.
?001516
Изобретение относится к радиотехнике, измерительной технике и может быть использовано для формирования эталонных сигналов для фаэометров.
Целью изобретения является повышение то .ности синхронизации выходных сигналов внешнлм синхронизирующим сигначом.
На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема формирователя синусоидальных сигналов; на фиг, 2 (а.б,в, г д,е.ж.з) — диаграммы работы.
Формировагель синусоидальных сигналов содержит управляемый генератор тактовых импульсов (УГ) 1. двоичнь и счетчик 2, 15 блок постоянного запоминания (БПЗ) 3, первый цифроана оговый преобразователь (ЦАП} 4, нуль-орган 5, формирователь 6 коротких импульсов, элемент задержки 7. формирователь кодов 8 коррекции частоты, 20 сумматор 9, регистр сдвига 10, второй ЦАП
11. в который входит источник 12 отрицательного смещения, в управляемый генератор (УГ) 1 входит источник 13 полочг жительного смещения.
2.э
Формирователь синусоидальных сигналов работает следующим образом.
B к1а снт иэ ленения полярности внешнего синхрониэирующего синусоидального сигнала U;, „,„, поступающего на вход нульоргана 5, происходит переключение нульоргана. Если Ucl1Hxjj О, то напряжение на выходе нуль-органа 5 положительно и равно
U если Lcv, хг, О, то — отрицательно и равно (-U) Б соответствии с этим напряжение на выходе первого ЦАПа 4 будет равно
Оных = 00 > О при Осинхр > О, Оных = -00 . 0 при Осинхр < О, где D коэффициент, равный значениям двоичных кодов, соответствующих дискретным значениям положительных полупериодов синусоиды, которые формируются 8
БПЗ 3.
Двоичный счетчик 2 осуществляет подсчет импульсов, поступающих с выхода УГ 1 45 и в соответгтвии с двоичным кодом на выходах двоичного счетчика 2 устанавливается двоичный код дискретного значения положительного полупериода синусоиды на входах БПЗЗ. При изменении полярности
И си хя, переключается нуль-орган 5 и на выходе формирователя 6 формируется короткий импульс, поступающий через элемент задержки 7 на вход "сброс" двоичного счетчика, когорый обнуляется и формирование 55 полупериодов синусоиды начинается зано во. Таким образом на выходе первого ЦАПа
4 формируется Он«х обоих (положительного и отр цательного) почупериодов синусоиды, совпадающие по фазе r. внешним сигналом (Л «р. С помощью формирователя кодов 8 определяется дрейф частоты и формируется код коррекции частоты. а с помощью сумматора 9, регистра сдвига 10 и второ о
ЦАПа 11 осуществляется автоматическая подстройка частоты ПГ1 для исключения срезания полупериодов и для исключения пауз между полупериодами синусоиды выходного напряжения 0ных при обнулении двоичного счетчика 2. Срезание полупериодов и паузы между полупериодами синусоиды отсутствуют, если частота f входного напряжения 0с „я и частота fT УГ 1 связаны соотношением т= f 2N (1) где N — полное количество ступеней аппроксимации полупериода синусоиды, формируемой на выходе первого ЦАП 4.
На выходе формирователя кодов 8 вычисления дрейфа частоты формируются двоичные коды, значение которых равно ядр Ncv где Nc — значения двоичных кодов на выходе двоичного счетчика 2.
На выходах сумматора 9 будут устанавливаться двоичные коды, со значениями, равными
Nl = Мт-1 + Npp, где Nl- l — значение содержимого регистра сдвига 10 до момента формирования ожидаемого короткого импульса на выходе формирователя 6.
Так как вход "Запись" регистра сдвига
10 соединен с выходом формирователя 6 непосредственно, то значение Nl фиксируется в регистре сдвига 10 до сброса двоичного счетчика 2. Таким образом, значение содержимого регистра сдвига 10 в момент окончания полупериода входного напряжеНИЯ 0синхр KOPPeKTVIP eTÑß Нд ВЕЛИЧИНУ, РдВную значению 1др1 Мсчл N, где Ncчл — количество импульсов, поступающих на вход двоичного счетчика 2 с выхода
УГ1 за один полупериод напряжения
0синхр., при этом положительное значение
Мдр1 соответствует прямому коду положительной разности (Ндал) двоичных чисел, равных Мсч и N, а отрицательное значение
Мдр l соответствует инвертированному коду этой разности, увеличенному на единицу.
Поэтому, при Млр l > О на выходах сумматора 9 установится в момент записи в регистр сдвига 10 двоичныи код Nl > Nl-1. а при Npp (< О двоичный код И . Nl-l.
На выходе второго ЦАП 1 установится положительное напряжение, равное
0цдг = K
2001516
HeH c управляющим входом управляемого
35 е ератора тактовых импульсов, при этом двоичный счетчик включен между выходом управляемого генератора тактовых импульсов и входом блока постоянного запоминания, выход элемента задержки соединен с
40 входом "Сброс" двоичного счетчика, вход формирователя кодов коррекции подключен к выходу двоичного счетчика, другой вход сумматора подключен к.выходу регистра сдвига, вход "Запись" которого под45 ключен к выходу формирователя коротких импульсов, перемножающий вход первого цифроаналогового преобразователя подключен к выходу нуль-органа, вход которого является входом внешнего синхрони50 зирующего синусоидального сигналя формирователя синусоидальных сигналов, где К - масштабный коэффициент; Ur — граничное допустимое значение напряжения
0цдп
Значение 1 определяется соотношением
fr= fn К, Оцдп =fp К, К М, (2) где f — средняя установленная частота, К, — коэффициент регулирования УГ 1.
При выполнении соотношения (1)
Nzp l = О. значение ОцАп не меняется, и fT остается прежней. Согласно равенству (2) при f > f 2N значение f уменьшается, и при неизменном значении f будет выполняться соотношение (1). При f < f 2N fT возрастает, и вновь будет выполняться равенство (1).
Источник 12 предназначен для установки максимального значения 0цАп < 0г, источник 13 предназначен для установки средней частоты f УГ 1.
Временная диаграмма работы формирователя синусоидальных сигналов приведена на фиг. 2, где введены следующие обозначения: 0««р, 0«» — внешнее напряжение промышленной частоты без искажений и с искажениями, на фиг.2б изображено 0» — напряжение на выходе нуль-органа 5; на фиг. 2e — 0» — напряжение на входе "Запись" регистра сдвига 10;
Формула изобретения
ФОРМИРОВАТЕЛЬ СИНУСОИДАЛЬНЫХ СИГНАлов, содержащий управляемый генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик, последовательно соединенные блок постоянного запоминания и flepBblA цифроаналоговый преобразователь, выход которого является выходом формирователя синусоидальных сигналов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности синхронизации выходных сигналов внешним синхронизирующим синусоидвльным сигналом, введены последовательно соединенные нуль-орган, формирователь коротких импульсов и элемент задержки, последовательно соединенные формирователь кодов коррекции частоты, сумматор. регистр сдвига и второй цифроаналоговый преобразователь, выход которого соеди5
30 на фи 2г — U "Сброс" двоичного счетчика 2; на фиг. 2дМ„ — значение двоичного кода ня выходах двоичного счетчика 2; на фиг. 2е — Мпзч— значение двоичного кода на выходах БПЗ; нэ фиг. 2ж — V><> — выходное напряжение формирователя синусоидальных сигналов; на фиг 2з — МцАп — напряжение на выходе ЦАП 11, Временные диаграммы при fr > f 2N показаны пунктирными линиями 1, а временные диаграммы при 1т < 1 2N — пунктирными линиями 2. Нуль-орган 5 переключается при изменении полярности 0си»р независимо от формы и амплитуды 0синхр. Поэтому формирователь синусоидальных сигналов может быть использован как преобразователь несинусоидальных сигналов с одиняковой длительностью полупериодов в синусоидальные, т.е. как идеальный фильтр основной гармоники. Вышеописанный алгоритм функционирования петли автоподстройки позволяет повысить точность синхронизации внешним синхрониэирующим сигналом. (56) Авторское свидетельство СССР N. 1429282. кл, Н 03 В 19/00, 1986. I ° И II ° ° ° ° ° ) ° ° ° ° е. ° ° Э ° ° . ° ° ° ) ° ° ° ° ° ° 4 ° °; ° ю Ф ° ° ° °
