Функциональный генератор

 

ОП NCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик 7 . 9ф

l/ с - г ,Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.08.81 (23) 3326099/18-24 (Я) М.Кд.> с присоединением заявки М

6 06 G 7/26

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет ($33 УДИ 681. ЗЗЬ (088.B) Опубликовано 300133. Бюллетень Мо4

Дата опубликования описания 30.01.83

Л.А.Белов, И.Л.Королев, Л.P.Hîòêèí и В.НйараПИистсий-=

А,"Р9фя;:,а

"i .Ф .1 "М „- 4Ъ

4-" " Ф с- 1 ° -" " (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к аналого вой вычислительной и измерительной. технике.

Известен функциональный генератор, содержащий первый и второй интеграторы, первый и второй блоки перемно-. жения и инвертор. 1 .

Недостатком генератора являются ограниченные функциональные возможности,-поскольку он воспроизводит только синусную и косинусную

- функции времени.

Наиболее -близким к предлагаемому— является функциональный генератор,содержащий операционный усилитель,. резистор обратной связи, включенный между входом и выходом операционного усилителя, входной. резистор, первый вывод которого подключен к входуоперационного усилителя,. а второй вывод является входом задания частоты функционального генератора, инвертор, вход которого соединен с выходом операционного усилителя,-интегратор, электронный переключатель=, первый и второй информационные вхо-— ды которого соединены соответствен-. но с выходом инвертора и выходом операционного усилителя, а выходс входом интегратора,-синусный функциональный преобразователь, выход которого является выходом синусоидального напряжения генератора, релейный элемент, выход которого соединен с управляющим входом электронного переключателя и является выходом прямоугольного напряжения генератора, выход интегратора соединен с входами синусного функционального преобразователя и релейного элемента и является выходом треугольного напряжения генератора (2).

Недостатком известного функционального генератора является отсут ствие воэможности регулировки фазового сдвига выходных сигналов отно" сительно опорного синхроимпульса, что существенно сужает класс задач, решаемых с помощью генератора.

Цель изобретения - расширение класса решаемых задач путем введения регулируемого фазового сдвига выходных сигналов относительно опорного импульса.

Поставленная цель достигается тем, что функциональный генератор, содержащий операционный усилитель, резистор обратной связи, включенный между входом и выходом операционного усилителя, входной резистор, первый

993287 вывод которого подключен к входу операционного усилителя, а второй вывод является входом задания частоты функционального генератора, инвертор, вход которого соединен с выходом операционного усилителя, интегратор, 5 электронный переключатель, первый и второй информационные нходы которого соединены соответственно с выходом инвертора и выходом операционного усилителя, а выход — с входом интегратора, синусный функциональный преобразователь, выход которого явля10 ется выходом синусоидального напряжения генератора, релейный элемент, выход которого соединен с управляющим входом электронного переключате15 ля и является выходом прямоугольного напряжения генератора, дополнительно содержит компаратор, однонибратор, сумматор, ключ, блок сравнения, перный и второй элементы И-HE счетный триггер, формирователь синхроимпульса, вход которого соединен с выходом релейного элемента, а выход является выходом синхроимпульсон генератора, выход интегратора соединен с первыми входами компаратора и сумматора, вторые входы которых соединены соответственнО с шиной нулевого

25 потенциала и с выходом ключа, вы-., ход сумматора соединен с входамн синусного функциональ ного преобразователя и релейного элемента и является выходом треугольного напряжения генератора, выход компаратора соединен с входом одновибратора, выход кото30

35 рого является выходом опорных синхроимпульсов генератора, информационный вход ключа и вход блока сравнения соединены и являются входом задания фазового сдвига выходных сигналов генератора, выход блока сравнения соединен с первым входом первого элемента И-НЕ и входом сброса счет40 ного триггера, прямой и инверсный вывыход .второго элемента И-НЕ соединен со счетным входом счетного триггера, а его второй вход - c выходом перво50 го элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу релейного эле:мента.

На фиг. 1 приведена схема функцио- 55 нального генератора> на фиг ° 2 - вре. менные диаграммы, поясняющие его работу.

Функциональный генератор содержит иннертор 1, электронный переключатель 2, интегратор 3, релейный элемент 4, синусный функциональный преобразователь 5, формирователь 6 синхроимпульса, сумматор 7, одновибратор 8, компаратор 9, ключ 10, блок

60 ходы которого соединены соответствен- 45 но с управляющим входом ключа и с первым входом второго элемента И-НЕ, 11 сравнения, первый и второй элементы И-HE 12 и 13, счетный триггер

14, операционный усилитель 15, вход ной резистор 16, резистор 17 обратной связи.

Генератор работает следующим образом;

Управляющее напряжение П„п (постоянного тока или одновременно постоянного и переменного тока при частот ной модуляции — ЧИ) подается на вход задания частоты генератора. На выходах операционного усилителя 15 и иннертора 1 вырабатываются разнополярные напряжения, подаваемые через переключатель 2 на вход интегратора 3, на выходе которого формируется треуголь ное напряжение U> (фиг ° 2ц). После подачи в момент времени с на сумматор 7 через ключ 10 калиброванного напряжения постоянного тока Е, задающего фазовый сдвиг (фиг. 28 ), срабатывание релейного элеяента 4 наступает раньше или позже, чем это имеет место в прототипе. Поэтому фаза напряжения U на выходе сумматора 7 (фиг. 28)изменяется в соответствии со знаком и величиной калиброванного напряжения Е> (при Ев > Π— сплошная линия, при Е < Π— йунктирная линия). Опорные йипульсы генератора

П„„(фиг. 2z) формируются в моменты перехода выходного напряжения интегратора 3 U через нуль при помощи компаратора 9 и одновибратора 8.

Эти импульсы имеют неизменный период. Так как пороги срабатынания релейного элемента 4, определяющие амплитуду треугольного сигнала, неизменны, то после момента времени с форма и амплитуда треугольного сйгнала сохраняются, но изменяется фаза треугольного сигнала и синхроимпульса (фиг. 23). Если Е 70, то имеет место опережение по фазе, если же Е<(О, имеет место запаздывание по фазе, что хорошо видно из сопоставления фазовых сдвигов LP< (исходный фазовый сдвиг между опорным и синхроимпульсом) и g (фазовый сдвиг между этими импульсами после воздействия Е>) . Изменяя Ер в преДелах + Ео макс ° получим Йепрерывное изменение фазового сдвига в пределах + 90 при симметричном треугольном сигнале и в пределах

+180> — при идеально пилообразном сигнале. При .этом фазовый сдвиг линейно . связан с напряжением Е .

Сигнал с выхода сумматора 7 подается на входы релейного элемента 4 и синусного функционального преобразователя 5, а также на выход треугольного сигнала генератора. Таким образом, выходные синусоидальный, треугольный и прямоугольный сигналы, а также синхроимпульс предлагаемого функционального генератора имеют

993287 регулируемый в широких пределах и в широком частотном диапазоне фазовый сдвиг относительно опорного импульса П, Момент времени to в случае треугольного сигнала, имеющего примерно равные длительности прямого и обратного хода, может попасть как на прямЬй, так и на обратный ход, что приводит к неоднозначности отсчета фазового сдвига. Поэтому, если необходимо получать фазовые сдвиги, используя нарастающий рабочий ход, то ключ

10 должен пропускать Е на вход сумматора при отрицательной полуволне прямоугольного напряжения релейного элемента 4.

Для управления ключом 10 использувтся элементы И-HE 12 и 13 и счет.;ный триггер 14. Приведение триггера

14 в исходное состояние при пере-. ходе напряжения Е через нуль производится блоком 11 сравнения, на выходе которого при Е =О формируется низкий потенциал, а при Е . фО высокий.

Предлагаемый генератор по сравнению с прототипом может решать более широкий класс задач, так как в нем имеется возможность регулировать в широких; пределах фазовый сдвиг выходного сигнала любой из форм относительно опорного импульса.

Благодаря наличию опорного импульса и синхроимпульса с регулируемым . Фазовым сдвигом предлагаемый генератор можно использовать как генератор

t парных импульсов опорного и задержанного1. Поскольку при помощи стабильного и точно устанавливаемого напряжения постоянного тока Е в предлагаемом генераторе создается калиброванный фазовый сдвиг, то это позволяет использовать его во всем диапазоне частот как источник калиброванного фазового сдвига или как калибратор фазы.

Формула изобретения функциональный генератор, содержащий операционный усилитель, резистор обратной связи, включенный между входом и выходом операционного усилителя, входной резистор, первый вывод которого подключен к входу операционного усилителя, а второй вывод является входом задания частоты функционального генератора, инвертор, вход которого соединен с выходом операционного усилителя, ин- тегратор, электронный переключатель, первый и второй информационные входы которого соединены соответственно с выходом инвертора и выходом операционного усилителя, а выходс входом интегратора, синусный функциональный преобразователь, выход которого является выходом синусоидального напряжения генератора, релейный элемент, выход которого соединен с управлявщим входом электрон

10 ного переключателя и является выхо. дом прямоугольного напряжения генератора, о т л и ч а в шийся тем, что, с целью расширения класса

",решаемых задач путем введения регулируе15 мого фазового сдвига выходных сигналов относительно опорного импульса,он содержит компаратор, одновибратор, сумматор, ключ, блок сравнения, первый и второй элементы И-НК, счетный

2р триггер, формирователь синхроимпульсов, вход которого соединен с выходом релейного элемента, а выход является выходом синхроимпульсов генератора, выход интегратора соединен с

25 первыми входами компаратора и сумма,тора, вторые входы которых соедине ны соответственно с шиной нулевого

I потенциала и с выходом ключа, выход

\ сумматора соединен с входами

30 синусного функционального преобразователя и релейного элемента и является выходом треугольйого напряжения генератора, выход компаратора соединен с входом одновибра35 тора, выход KQTopol o дом опорных синхроимпульсов генератора, информационный вход ключа и вход блока сравнения соединены и являются входом задания фазового сдвига выходных сигналов генератора, 4Р выход блока сравнения соединен спервым входом первого элеМента И-НЕ и входом сброса счетного триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с управля45 ющим входом ключа и с первым входом второго элемента И-НЕ, выход второго элемента И-НЕ соединен со счетно входом счетного триггера, а его второй вход — с выходом первого эле

5р мента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу релейного элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник по нелинейным схемам. Под ред. Д. Шейнголда. М., "Мир", 1977, с. 88, фиг. 2.2 ° 9.

2. Авторское свидетельство СССР

9 580561, кл. G 06 G 7/26, 1977

<прототип ).

Редактор В. Петраш

Составитель Н. Балабошко

Техред М.Костик КорректорГ. OraP

Эаказ 481/67 Тираж 704 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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