Генератор

 

ГЕНЕРАТОР по-авт. св. № 995294, отличающийся тем, что, с целью уменьшения коэффициента нелинейных искажений синусоидальных колебаний, введен сумматор , один вход которого подключен к выходу усилителя напряжения, другой вход - к выходу гистерезисного элемента, а выход является выходом синусоидального напряжения генератора . (Л со to СлЭ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 995294 (21) 3771494/24-09 (22).26.07 ° 84 (46) 15.11.85. Бюл. Ф 42 (71) Московский институт электронной техники (72) В. А. Кустов, В. Н. Лапенко, Г. В. Пряхин и Д. М. Жуков (53) 621.373.42(088.8)

{56) Авторское свидетельство СССР

В 995294, кл. Н 03 В 5/26, 1980.

„„ЯО„„1192103 A (50 4 Н 03 В 5 26 (54) (57) ГЕНЕРАТОР по- авт. св °

Ф 995294, о т л и ч а ю щ и и .с я тем, что, с целью уменьшения коэффициента нелинейных искажений синусоидальных колебаний, введен сумматор, один вход которого подключен к выходу усилителя напряжения, другой вход — к выходу гистерезисного элемента, а выход является выходом синусоидального напряжения генератора.

1 ll

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано, например, в системах автоматического регулирования и в радиоизмерительных приборах, Цель изобретения — уменьшение коэффициента нелинейных искажений синусоидальных колебаний.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема генератора; на фиг. 2 — диаграмма его работы.

Генератор содержит усилитель 1 напряжения, конденсатор 2, гистерезисный элемент 3, первый и второй резисторы 4 и 5, цепочка из и последовательно соединенных резисторов

6-1, 6-2,...6-п, каждый из которых зашунтирован соответствующим двухсторонним ограничителем 7-1, 7-2,... ...,7-n . сумматор 8, выполненный, например, на резисторах 9 и 10.

Генератор работает следующим образом.

При включении генератора выходное напряжение на гистерезисном элементе 3 принимает одно из двух значений +Е „„, Примем для определенности, что оно имеет начальное значение -Е „„. Это напряжение подается на резистор 4 и ток, протекающий через него, заряжает конденсатор 2, на втором конце которого напряжение начинает возрастать по линейному закону до тех пор, пока оно не сравняется с напряжением П переключения (срабатывания) гистерезисного элемента 3. В момент равенства этих напряжений выходное напряжение гистерезисного элемента

3 меняет полярность с -Е, е„на

+Е . Это вызвает изменение направОгрмн ления интегрирования, т.е. происходит линейное изменение напряжения на входе гистерезисного элемента 3 от потенциала +U до-U при котором

h происходит очередное его переключение. Таким образом, в точке соединения конденсатора 2 и резистора 5 формируется треугольное напряжение, а на выходе гистерезисного элемента

3 » прямоугольное напряжение.

Напряжение U на выходе усилителя

1 складывается из суммы падений напряжений на первом, втором и и-м резисторах 6-1, 6-2,...,6-п и на конденсаторе .2. Примем для определенности, что R 7 Кг 2. 7К„ (где

R, R>.....R - сопротивления перво92103 го, второго и n-ro резисторов 6-1,.

6-2..., 6-п,соответственно), а двухсторонние ограничители 7-1, 7-2, 7-п, в качестве которых в простейшем случае могут быть использованы диод.ные двухсторонние ограничители, имеют равные уровни E ограничения. о

Рассмотрим как происходит изменение напряжения на выходе усилителя 1 в !

О момент времени и, когда конденсатор

2 разряжен (процесс колебаний считаем установившимся).

Так как к резистору 4 в этот момент времени. приложено напряжение -Е „, то напряжЕние У1 на выОгрйй ходе усилителя 1 с.момента времени до С„ возрастает по линейному закону (фиг. 2,а), но со скоростью в К„ раэ большей, чем скорость заряда конденсатора 2, и равно

К1+К+ ° ° .+ R a+Re

U =I(t )К =I(t ) — — — - — - - — — —

O e1 R н где 1 (t,„) — напряжение на конденсаторе 2 в интервале от t до

R — сопротивление резистоН ра 5.

В момент времени t напряжение на первом резисторе 6-1 первым достигает уровня Е ограничения двухстороннего ограничителя 7-1, в интервале времени от t 1 до t изменение напряжения U происходит также по линейно1 му закону, но с другим (меньшим) наклоном (фиг. 2а). Это объясняется тем, что в цепочке резисторов 6-1, 6-2, 6-п отключается один иэ резисторов, например первый резистор 6-1, путем шунтирования его первым двухсторонним ограничителем 7-1, и сопротивление цепочки уменьшается, что приводит к уменьшению скорости изме-, нения напряжения U на выходе, ко торое равно

Eo > Щ К2

R1

K 3(t)

К и

К2+ ° + )4+К

К й. г Rн

При срабатывании второго двухстороннего ограничителя 7-2 (момент времени t ) скорость возрастания напряжения U еще раз уменьшает1 ся и так далее до момента времени

t» когда напряжение на конденсаторе

2 сравнивается с напряжением U neи реключения гистерезисного элемента

3. В этот момент выходное напряже

92103 4

6-1, 6-2, 6-и и порогами срабатывания двухсторонних ограничителей

7-1, 7-2, 7-п.

В выражении для Ц при формировании коэффициента усиления для напряжения 1 (t) не учитывается внутреннее сопротивление открытых двухсторонних ограничителей 7-1,7-п. В действительности, при реализации ку10 сочно-линейного закона изменения напряжения U в момент переключения

1 гистерезисного элемента 3 ток через цепочку резисторов 6-1,...,6-п, зашунтированных двухсторонними ограничителями 7-1,...,7-п; скачкообраз ного изменяет свою велйчину на удвоенное значение зарядного тока конденсатора 2. Это в свою очередь вызывает скачок падения напряжения на обра-. зованном делителе и на выходе усилителя 1 (фиг. 2а, момент времени t» ).

R - сопротивление резистора 4; 30

С вЂ” емкость-конденсатора 2.

Точки изменения наклона и длина аппроксимирующих участков определяются соотношениями между резисторами

Заказ 7172/56.

Подписное

ВНИИПИ

Тираж 871

ФиР. я.3 11. ние гистерезисного элемента 3 меняет полярность с -E „ „на +E.orpaba (фиг. 2б). Это вызывает Изменение направления интегрирования,и напряжение 3 (t) на конденсаторе 2 начинает.,уменьшаться по линейному закону. Напряжение U также уменьшается (фиг. 2а) с такой же скоростью, с какой оно возрастало до момента времени t>. При дальнейшем уменьшении 7 .(С) и U„ s момент вре» мени 1 происходит. отключение и-ro

Ф двухстороннего ограничителя 7-п, шунтирующего п-й резистор 6-п, в результате чего. увеличивается сопротивление цепочки резисторов и соот-. ветственно увеличивается скорость уменьшения напряжения П„ при неизменной скорости уменьшения напряжения 11(t). на конденсаторе 2 и т .,д. (фиг. 2а). Таким образом, напряжение U на выходе усилителя 1 меня1 ется по кусочно-линейному закону и для любого момента времени может

1 быть определено по формуле

В Ry Rq

П =Х (t) — 1+ — -+ ... + — +1

Rq Rg 1 н

1Е огнен 1 t

Подаваемое в противофазе на один вход сумматора 8 (резистор 10) прямоугольное напряжение с выхода гистерезисного элемента 3 компенсирует напряжение, образующее эффект появления ступенек в синусоидальном сигнале, подаваемом с выхода усилителя

1 на другой вход сумматора 8 (резис тор 9), в результате чего коэффициент нелинейных искажений синусоидального сигнала на выходе сумматора 8 значительно уменьшается,(фиг.

2в).

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