Двухфазный генератор гармонических колебаний
ДВУХФАЗНЫЙ ГЕНЕРАТОР ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, содержащий первый и второй интегрирующие усилители и источник управляющего напряжения , отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования частоты выходных колебаний в линейной зависимости от значения управляющего напряжения, в него введены последовательно соединенные перестраиваемый аттенюатор, суммирующий усилитель-инвертор, другой вход которого подключен к выходу второго интегрирующего усилителя, первый делитель напряжения и первый двухпозиционный переключатель, другой вход которого подключен к выходу суммирующего усилителя-инвертора, а выход - к входу первого интегрирующего усилителя,- выход последнего через введенные последовательно соединенные второй делитель напряжений и второй двухпозиционный переключатель , другой вход которого соединен с выходом первого интегрирующего уси§ лителя, подключен к входу второго интегрирующего усилителя, а выход (Л источника управляющего напряжения через введенный формирователь управляющих импульсов подключен к управляющим входам первого и второго двухпозиционных переключателей, при этом выходы суммирующего усилителяинвертора и первого и второго интегрирующих усилителей подключены также к входам перестраиваемого со ел аттенюатора. 00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)4 Н 03 В 27 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3674418/24-09 (22) 16. 12.83 (46) 07.08.85. Бюл. У 29 (72) В.И. Кензин и С.П. Новицкий (71) Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья Сибирского отделения АН СССР (53) 621.373.42 (088.8) (56) Грэм Дж. и др. Проектирование и применение операционных усилите-. лей. M.: Иир, 1974, с. 433-437, фиг. 11.4.
Авторское свидетельство СССР
У 470898, кл. Н 03 В 5/06, 1973. (54)(57) ДВУХФАЗНЫЙ ГЕНЕРАТОР ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, содержащий первый и второй интегрирующие усилители и источник управляющего напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования частоты выходных колебаний в линейной зависимости от значения управляющего напряжения, в него введены последовательно соединенные перестраиваемый аттенюатор, сумми„„80„„1.171958 А рующий усилитель-инвертор, другой вход которого подключен к выХоду второго интегрирующего усилителя, первый делитель напряжения и первый двухпозиционный переключатель, другой вход которого подключен к выходу суммирующего усилителя-инвертора, а выход — к входу первого интегрирующего усилителя, выход последнего через введенные последовательно соединенные второй делитель напряжений и второй двухпозиционный переключатель, другой вход которого соединен с выходом первого интегрирующего усиO .лителя, подключен к входу второго. g интегрирующего усилителя, а выход источника управляющего напряжения через введенный формирователь управляющих импульсов подключен к управляющим входам первого и второго двухпозиционных переключателей, при этом выходы суммирующего усилителяинвертора и первого и второго интегрирующих усилителей подключены 1 также к входам перестраиваемого twas аттенюатора. CO
1171958
1) =0 Siin H dt u
ГДЕ 1„
55.Изобретение относится к технике генерирования многофазных гармонических электрических колебаний и может быть использовано в различных электро- и радиотехнических устройствах как источник сдвинутых по фао эе на 90 двух гармонических колебаний.
Целью изобретения является повышение точности регулирования частоты выходных колебаний в линейной зави-: симости от значения управляющего напряжения.
На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема двухфазного генератора гармонических колебаний1 на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.
Генератор содержит суммирующий усилитель-инвертор 1, первый и второй интегрирующие усилители 2 и 3, перестраиваемый аттенюатор 4, пер вый и второй делители 5 и 6 напряжения, первый и второй двухпоэиционные переключатели 7 и 8, источник
9 управляющего напряжения, формирователь 10 управляющих импульсов, состоящий иэ задатчика 11 треугольного напряжения и амплитудного компаратора 12, при этом первый делитель 5 напряжения состоит из резисторов 13 и 14, второй делитель 6 напряжения — из резисторов 15 и 16, а также синфазный и квадратурный выходы 17 и 18 °
Генератор работает следующим образом.
В нижнем положении двухпозиционных переключателей 7 и 8 на выходах 17 и 18 генератора вырабатываются соответственно колебания
Ф
"в ="а ° 81nldt и U II =О„„соз,)е., (1) где 0 - амплитудное значение наИ1
I 1 пряжений Uqz и U,II, Ы вЂ” круговая частота;.
t - -время.
В верхнем положении двухпозиционных переключателей 7 и 8 напряжения на выходах 17 и 18 соответственно равны
+R RI 5 + 4б где и 14 1Ь
З5
50 — сопротивления сооТветственно резисторов 13-16, причем R<> = ш H R <.= =R«
В .нижнем и верхнем положениях двухпоэиционных переключателей 7 и 8 напряжения на выходах 17 и 18 имеют чисто синусоидальную форму.
Однако в предлагаемом устройстве двухпозиционные переключатели 7 н 8 не остаются в статических условиях, т.е. в верхнем или нижнем положении, а коммутируются с частотой
f p) nd/2Ii импульсами (фиг.25),формируемыми амплитудным компаратором
12 в моменты равенства треугольного и управляющего напряжений соответственно задатчика 11 и источника 9 (фиг.2a,f). При этдм на выходах генератора вырабатываются колебания (например, для выхода 17 на фиг-2z.), форма которых складывается из кусочков синусоид UIz и V z для выхода 17 и U g и Ц, для выхода 18. Так, например, на выходе 17 в течение времени е< (фиг.2) формируется напряжение UIz, а в течение времени 1, — напряжение U Заметим, что мгновенное значение напряжения
Uqz в конце такта равно мгновену
I ному значению напряжения U в нал т чале такта 1. а мгновенное значен ние U в конце такта L равно мгноt венному значению напряжения U z в начале следующего такта L . Эти напряжения всегда сфаэированы так,что если к моменту коммутации, например, напряжение Б„ (1) ) на выходе
17 генератора возрастает, то и напряжение U (У„ ) также возрастает и, наоборот, если 1) (U ) в момент коммутации убывает, то и наI пряжение 0 (U„ ) также убывает.
Форма колебания U I II ближе к синусоидальной, чем больше частота коммутации Е двухпозиционных переключателей 7 и 8 превышает величину nd/211. Круговая частота Й колебаний на выходах 17 и 18 (для выхода 17 фиг.2 ) находится в интервале)» Я п)и определяется выражением @=HE +d „"" (3) 1., 7 I и 1. — соответственно дли2. тельности коммутирующего импульса и паузы между нимиу Д = ((и-1) †"- + 1)с ) от (5) з — период повторения импульсов (фиг.24), л Величины L и 1 зависят от соотношения амплитуды треугольного напряжения U и величины управляюыего напряжения U> а также Г так л (4) (Uò U ) 1 UT Ur Учитывая, что I = 1/f получаем зависимость Й от UT и U> в виде Из выражения (S) следует, что Я является линейной функцией Uy при неизменных значениях n, Q иа). Величина и3 определяется сопротивлением резисторов и емкостями конденсаторов интегрирующих усилите лей 2 и 3 (фиг.1). Таким образом, на выходах 17 и !8 генерируются напряжения U„=U 5 > (и-11Н+ 1171958 4 ((> «)- 1)Ut U 0,5=Unl o U, где 0 — амплитуда первой гармоники коммутационной помехи. Величина U„ òåì меньше, чем. больше частота коммутации двухпозиционных переключателей 7 и 8 превышает величину nd/2Т1.Экспериментально установлено, что при f » 100 nd/2#1 коэффициент нелинейных искажений выходных напряжений генератора, определяемый вкладом гармоник коммутационной помехи, не превышает 0,2Х, т.е. форма выходных 15 колебаний генератора практически мало отличается от синусоидальной. Таким образом, использование в двухфазном генераторе гармонических колебаний дополнительно введенных элементов, а также их предложенное включение в схеме генератора ™озволяет повысить точйость регулирования частоты его выходных напряжений в линейной зависимости от значений управляющего напряжения не менее,чем на порядок. 1171958 Тираж 872 Подписное ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 4914/49 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 Составитель Н. Матвиенко Редактор О. Юрковецкая Техред С.Мигунова Корректор М. Розман
