Многофазный генератор низкочастотных синусоидальных колебаний

 

МНОГОФАЗНЫЙ ГЕНЕРАТОР НИЗКОЧАСТОТНЫХ СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ, содержащий последовательно соединенные первый и второй интегрирующие усилители и суммирующий усилитель-инвертор , выход которого подключен к входу первого интегрирующего усилителя , источник опорного напряжения, выход которого подключен к опорному входу многофазного выпрямителя, выход которого подключен к другому входу суммирующего усилителя-инвертора , а также первый и второй суммиpyюг иe усилители, выходы которьк подключены к первому и второму сигнальным входам многофазного вьтрямителя , третий сигнальньш вход которого подключен к выходу суммирукщего усилителя-инвертора, при этом выход первого интегрирукщего усилителя подключен к четвертому сигнальному входу многофазного выпрямителя и к первым входам первого и второго суммирующих ус шителей, второй вход первого суммирующего усилителя подключен к вьйсоду второго интегрирующего усилителя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что. с целью повышения стабильности амплитуды, уменьшения нелинейных искажений и расширения частотного диапазона выходных сигналов , введены третий, четвертый, пятый и шестой суммирукщие усилители, выходы которых подключены соответственно к пятому, шестому, седьмому и восьмому сигнальным входам многофазного вьтрямителя, при этом выход второго интегрирующего усилителя под (Л ключен к первому входу третьего суммирующего усилителя, второй вход которого и второй вход второго суммирующего усилителя подключены, к выходу первого суммирующего усилителя , первые входы четвертого и пятого суммирующих усилителей подключены к выходу первого интегрирующего усилителя, второй вход четвертоСП сд го cy миpyющeгo усилителя и первый вход шестого суммирующего усилителя а подключены к выходу суммирующего, усилителя-инвертора, а выход четвер того суммирующего усилителя подключен к вторым входам пятого и шестого суммирукяцих усилителей.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 4(51) Н 03 В 2 00

ИЬМЫ,,:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3680063/24-09 (22) 21. 11;83 (46) 23.02.85. Бюл. Р 7 (72) А.М.Караев, Е.A. Ковальчук и Н.В.Голубенко (53) 621.373.42(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3544112/18-09, кл. Н 03 В 27/00, 12.01.83.

2. Заявка Франции - 2376552, кл, Н 03 В 5/24, опублик. 1978 (прототип). (54)(57) МНОГОФАЗНЫЙ EHEPATOP НИЗКОЧАСТОТНЫХ СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ, содержащий последовательно соединенные первый и второй интегрирующие усилители и суммирующий усилитель-инвертор, выход которого подключен к входу первого интегрирующего усилителя, источник опорного напряжения, выход которого подключен к опорному входу многофазного выпрямителя, выход которого подключен к другому входу суммирующего усилителя-инвертора, а также первый и второй суммирующие усилители, выходы которых подключены к первому и второму сигнальным входам многофазного выпрямителя, третий сигнальный вход которого подключен к выходу суммирующего усилителя-инвертора, при этом выход первого интегрирующего усилителя подключен к четвертому сигнальному входу многофазного выпрямителя и к первым входам первого и второго суммирующих усилителей, второй вход первого суммирующего усилителя подключен к выходу второго интегрирующего усилителя, о т л и ч а ю ц и йс я тем, что с целью повышения стабильности амплитуды, уменьшения нелинейных искажений и расширения частотного диапазона выходных сигналов, введены третий, четвертый; пятый и шестой суммирующие усилители, выходы которых подключены соответственно к пятому, шестому, седьмому и восьмому сигнальным входам многофазного выпрямителя, при этом выход второго интегрирующего усилителя подключен к первому входу третьего суммирующего усилителя, второй вход которого и второй вход второго суммирующего усилителя подключены.к выходу первого суммирующего усилителя, первые входы четвертого и пятого суммируюцих усилителей подключены к выходу первого интегрируюцего усилителя, второй вход четвертого суммирующего усилителя и первый вход шестого суммирующего усилителя подключены к выходу суммирующего усилителя-инвертора, а выход четвертого суммируюп1его усилителя подключен к вторым входам пятого и шестого суммирующих усилителей.. 1141556

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к стабильным генераторам низкочастотных синусоидальных колебаний, и может быть использовано в устройствах, где применяются источники стабильного переменного напряжения, в калибраторах переменных напряжений, в измерительных генераторах.

Наличие дополнительных выходов синусоидального напряжения со сдвигом по фазе - позволяет значительно упростить разработку различных радиотехнических устройств, в частности измерителей нелинейных искажений.

15

Известен многофазный генератор низкочастотных синусоидальных колебаний, содержащий последовательно соединенные первый и второй интегрирующие усилители и суммирующий усилитель, выход которого подключен к входу первого интегрирующего усилителя, источник опорного напряжения, выход которого подключен к опорному входу многофазного выпрямителя, выход которого через последовательно соединенные регулируемый делитель напряжения и инвертирующий усилитель подключен к второму входу суммирующего усилителя, а также дополнительный инвертирующий усилитель, вход которого подключен к выходу первого интегрирующего усилителя, а выход — к третьему входу суммирующе- З5 го усилителя и к другому входу регулируемого делителя напряжения, при этом выходы первого и второго интегрирующих усилителей, суммирующего усилителя и дополнительного инверти,рующего усилителя подключены к со- . ответствующим сигнальным входам многофазного выпрямителя (13.

Однако данный многофазный генератор низкочастотных синусоидальных

f колебаний обеспечивает недостаточно высокую стабильность выходного напряжения.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является многофазный генератор низкочастотных синусоидальных колебаний, содержащий последовательно соединенные первый и второй интегрирующие усилители и суммирующий усилитель-инвер-э5 тор, выход которого подключен к входу первого интегрирующего усилителя, источник опорного напряжения, выход которого подключен к опорному входу .

1 многофазного.выпрямителя, выход которого подключен к другому входу суммирующего усилителя-инвертора, а также первый и второй суммирующие усилители, выходы которых подключены к первому и второму сигнальным входам многофаэного выпрямителя, третий сигнальный вход которого подключен к выходу суммирукщего усилителяинвертора, при этом выход первого интегрирующего усилителя подключен к четвертому сигнальному входу многофаэного выпрямителя и к первым входам первого и второго суммирующих усилителей, второй вход первого суммирующего усилителя подключен к выходу второго интегрирующего усилителя, а второй вход второго суммирующего усилителя подключен к выходу суммирующего усилителя-инвертора, а также блок слежения за фазовым сдвигом, первый вход которого подключен к выходу. суммирующего усилителя-инвертора, а второй вход и вы- . ход — соответственно к выходу и второму входу первого интегрирующего усилителя Г?3.

Применение в данном многофазном генераторе низкочастотных синусоидальных колебаний двух дополнительных суммирующих усилителей позволило дополнительно уменьшить пульсацию выпрямленного напряжения и, следовательно, увеличить стабильность амплитуды при минимуме дополнительных спектральных составляющих.

По сравнению с другими известными генераторами прототип обеспечивает уменьшенный уровень нелинейных искажений и увеличенную стабильность выходного напряжения. Однако достигнутый уровень этих, параметров не позволяет беэ применения дополнительных селективных устройств использовать указанный генератор для проверки аппаратуры класса Н;

Применение же дополнительных устройств, как правило с ручным управлением и не обеспечивающих стабиль- ность уровня выходного сигнала, требует дополнительных регулировочных операций и резко увеличивает трудоемкость измерений. Это же недопустимо в связи с резким ростом объемов выпуска аппаратуры этого класса.

Цель изобретения — повышение стабильности амплитуды, уменьшение не держит первый и второй интегрирующие усилители 1 и 2, суммирующий усилитель-инвертор 3, многофазный выпрямитель 4, источник 5 опорного напряжения, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой суммирующие усилители 6-11.

Многофазный генератор низкочастотных синусоидальных колебаний ра-. ботает следующим образом.

Каждый из двух интегрирующих усилителей 1 и 2 обеспечивает сдвиг по фазе 90, что вместе с суммирую щим усилителем-инвертором 3, имеющими фазовый сдвиг 180 и соединенным

15 пбследовательно с ними, обеспечивает алгебраическую сумму фазовых сдвигов, равной 0 или целому кратному 360

Стабилизация колебаний многофазного генератора низкочастотных си0 м, нусоидальных колебаний на определенном уровне осуществляется с помощью устройства автоматической регулиров25 ки усиления (АРУ), состоящего из многофазного выпрямители 4; источни ка 5 опорного напряжения и шести суммирующих усилителей 6-11.

Основным источником вносимых нелинейных искажений в рабочем диапазоне частот, нестабильности и недостаточно высокой скорости установления выходных колебаний генератора низкочастотных синусоидальных колебаний является устройство автоматиЗ5 ческой регулировки усиления.

3 114 линейных искажений и расширение частотного диапазона выходных сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в многофазный генератор низкочастотных синусоидальных колебаний, содержащий последовательно соединенные первый и второй интегри;:рующие усилители и суммирующий усилитель-инвертор,.выход которого подключен к входу первого интегрирующего усилителя, источник опорного напряжения, выход которого подключен к опорному входу многофазного выпрямителя, выход которого подключен к другому входу суммирующего усилителя-инвертора, а также первый и второй суммирующие усилители, выходы которых подключены к первому и второму сигнальным входам многофазного. выпрямителя, третий сигнальный вход которого подключен к выходу суммирующего усилителя-инвертора, при это выход первого интегрирующего усили- теля подключен к четвертому сигнальному входу многофазног0 выпрямителя и к первым входам первого и второго суМмирующих усилителей, второй вход первого суммирующего усилителя подключен к выходу второго интегрирующего усилителя, введены третий, четвертый, пятый и шестой суммирующие усилители, выходы которых подключены соответственно к пятому, шестому, седьмому и восьмому сигналь ным входам многофазного выпрямителя, при этом выход второго интегрирующего усилителя подключен к перному входу третьего суммирующего усилителя, второй вход которого и второй вход второго суммирующего усилителя подключены к выходу первого суммирующего усилителя, первые входы четвертого и пятого суммирующих усилителей подключены к выходу первого интегрирующего усилителя, второй вход четвертого суммирующего усилителя и первый вход шестого ., суммирующего усилителя подключены к о выходу суммирующего усилителя-инвер.тора, а выход четвертого суммирующего усилителя подключен к вторым входам пятого и шестого суммирующих усилителей.

На чертеже представлена структурная электрическая схема многофазиого генератора низкочастотных синусоидальных колебаний.

Многофазный генератор низкочастотных синусоидальных колебаний со1556 4

В предлагаемом многофазном гене.— раторе низкочастотных синусоидальных колебаний влияние цепи мвтоматической регулировки усиления сведено к минимуму благодаря тому, что в многофазном выпрямителе 4 осуществляется восьмифазное выпрямление синусоидального напряжения положительного полупериода выходного напряжения многофазного генератора

4 низкочастотных синусоидальных кблебаний; Полученное восьмифазиое напряжение складывается с таким же напряжением, полученным за время прохождения отрицательного полупериода выходного напряжения многофазного генератора низкочастотных синусоидальных колебаний.

Таким образом, за время одного периода выходных колебаний многофазногр генератора низкочастотных синусоидальных колебаний в устрой1141556

ПИ Закат 813/44 тираж 872 llomoocaoa ад mm патаит, г. Ужгород, уд.Проактжаа 4 стве АРУ осуществляется шестнадцатифазное выпрямление синусоидального сигнала и Сравнение егд с напряжением источника 5 опорного напряжения. Действительно, на выходе каждого из четырех (дополнительных) суммирующих усилителей 8-11 при подаче на их вхолы напряжений со сдвигом по Лазе — получаем результирую4 щие напряжения, экстремальные знанения которых сдвинуты по фазе на J( по отношению к каждому из выход8 ных напряжений. Уравняв эти выходные напряжения по амплитуде и выпрямив в многофазном выпрямителе 4, сводим к необходимому минимуму влияние огибающей ((От37) на работу

,регулирующего элемента, благодаря чему в значительной мере расширяется рабочий диапазон частот в сторону низких частот„ уменьшаются собственные нелинейные искажения, увеличивается быстродействие и стабильность генератора низкочастотных синусоидальных колебаний.

Технико-экономический эффект закключается в расширении диапазона генерируемых частот, повышении ста бильности амплитуды более чем в

5 10 раз и уменьшении собственных; нелинейных искажений более чем в

5 раз по сравнению с известными генераторами (например, ГЗ-118). Современный уровень развития электроакустической и усилительной аппаратуры требует создания генераторов с уровнем искажений менее 0,0027. во всем диапазоне частот (5 Гц — 100 кГц).

Применение известных генераторов для этих целей требует дополнительной фильтрации выходного напряжения дорогбстоящими и сложными перестраеваемыми по частоте селективными цепями.

Предлагаемое техническое решение

20 позволяет обеспечить необходимй уровень искажений и стабильность выходного напряжения за счет приме-. нения простейших узлов, не содержащих перестраиваемых по частоте эле25 ментов. Это в свою очередь позволяет резко уменьшить трудоемкость измерительных операций.