Функциональный генератор

 

Изобретение относится к электронным аналоговым устаройствам, предназначено для выработки электрических сигналов заданных форм и может найти примене ние в системах автоматического управления. Целью изобретеиия является расширение функциональных возможностей за счет реализации режимов затухающих/нарастающих колебаний заданной формы с устанавливаемым декрементом затухания. В функциональный генератор введены два блока выборки-хранения 9 и 10, блок 11 масштабирования , элемент И 6 и второй релейный гистерезисный элемент 14. Сущностью изобретения является то, что изменение амплитуды колебаний, вырабатываемых функциональным генератором , осуществляется путем изменения управляющего сигнала на управ ляющих входах релейных гистерезисных элементов 3, 14 и на входе опорного сигнала функционального преобразователя , а выработка этого управляющего сигнала производится автоматически в . системе, содержащей блоки выборкихранения и блок 11 масштабирования, в моменты перехода через ноль треугольного сигнала.. 2 ил. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

11 А1 (19) (11) (51)4 G 06 С 7

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCH0IVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

". : чу(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3957148/24-24 (22) 17.09,85 (46) 30.07.87. Бюл. N -28 (72) Б.И. Ланцман, В.Г. Лесков и А.Н. Рудаков (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 828198, кл. (0 6 G 7/26, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 905828, кл. G 06 G 7/26, 1980. (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР (57) Изобретение относится к электронным аналоговым устаройствам, пред-. назначено для выработки электрических сигналов заданных форм и может найти применение в системах автоматического управления. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет реализации режимов затухающих/нарастающих колебаний заданной формы с устанавливаемым декрементом затухания. В функциональный генератор введены два блока выборки-хранения 9 и 10, блок 11 масштабирования, элемент И 6 и второй релейный гистерезисный элемент 14.

Сущностью изобретения является то, что изменение амплитуды колебаний, вырабатываемых функциональным генератором, осуществляется путем изменения управляющего сигнала на управ ляющих входах релейных гистереэисных элементов 3, 14 и на входе опорного сигнала функционального преобразователя, а выработка этого управляющего сигнала производится автоматически в . Я системе, содержащей блоки выборкихранения и блок 11 масштабирования, в моменты перехода через ноль треугольного сигнала. 2 ил.

27131

55

1 13

Изобретение относится к электрон-, ным аналоговым устройствам, предназначено для выработки электрических сигналов заданных форм и может найти применение в системах автоматического управления и в контрольно-испытательной аппаратуре.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей эа счет реализации режимов затухающих/нарастающих колебаний заданной формы с устанавливаемым декрементом затухания.

На фиг., 1 представлена блок-схема функционального генератора; на фиг. 2— временные диаграммы напряжений функционального генератора.

Функциональный генератор содержит блок 1 управления частотой, интегратор 2, первый релейный гистерезисный элемент 3, функциональный преобразователь 4, компаратор 5, элемент

И 6, вход 7 опорного напряжения генератора, переключатель 8, первый 9 и второй 10 блоки выборки-хранения, блок 11 масштабирования, вход 12 задания величины декремента затухания/ нарастания выходных сигналов генератора, инвертор 13, второй релейный гистереэисный элемент 14. . Особенностью элемента И 6 является появление на его выходе сигнала как при совпадении положительных, так и при совпадении отрицательных сигналов на его входах, что легко реализуется при использовании как неин. вертирующего, так и инвертирующего входов операционного усилителя.

Компаратор 5 должен инвертировать сигнал, а также менять знак выходного сигнала при изменении знака входного сигнала.

Функциональный преобразователь 4 должен обеспечить получение на своем выходе сигнала заданной формы независимо от масштаба входного сигнала или при изменении опорного сигнала в соответствии с изменением масштаба входного сигнала.

Функциональный генератор работает следующим образом.

1) Переключатель 8 установлен в положение, соединяющее вход 7 опорного напряжения с сигнальным входом первого блока 9 выборки-хранения. В этом случае реализуется режим незатухающих колебаний.

На выходе первого блока 9 выборки-хранения и на выходе инвертора 13, 5

30 а следовательно, на обоих входах задания пороговых значений обоих релейных гистерезисных элементов 3 и 14 напряжения постоянны и равны по величине опорному сигналу.

Поэтому величина выходного сигнала первого релейного гистерезисного элемента 3 постоянна и равна величине опорного сигнала, а знак изменяется при достижении выходным напряжением интегратора 2 величины, равной выходному напряжению первого релейного гистерезисного элемента 3, под действием которого меняется выходное напряжение интегратора 2. Таким образом, реализуется режим периодических колебаний. Колебания треугольной формы с выхода интегратора 2 преобразуются функциональным преобразователем 4 в колебания заданной формы (например, синосоидальные), а компаратором 5 — в колебания прямоугольной формы с амплитудой, ограниченной вторым релейным гистереэисным элементом 14.

Амплитуда колебаний на всех выходах функционального генератора постоянна и равна по величине опорному сигналу. Импульсы с выхода элемента И 6 переводят поочередно блоки выборки-хранения 9 и 10 из режима слежения в режим хранения. Когда первый блок выборки-хранения 9 работает в режиме слежения и в него записывается сигнал источника опорного сигнала, второй блок выборки-хранения 10. работает в режиме хранения и сохраняет предыдущее значение сигнала, которое было на выходе первого блока выборки-хранения 9 в предыдущем цикле переключения. Так как в режиме незатухающих колебаний величина сигнала, поступающего на сигнальный вход первого блока выборки-хранения 9, постоянна и равна U о то и на его выходе и на выходе второго блока выборки-хранения 10 величина сигнала постоянна и равна U „, на выходе блока 11 масштабирования величина сигнала также постоянна и равна U«= К„ U „,,где К„„ = 1 (коэффициент передачи блока 11 масштабирования).

2) Переключатель 8 переводится в положение, соединяющее выход блока

11 масштабирования с сигнальным входом первого блока выборки-хранения 9. з 13271

В этом случае реализуется режим затухания (нарастающих) колебаний.

Работа схемы аналогична описанному, за исключением того, что в каче- стве опорного сигнала служит уже не постоянный сигнал источника опорного сигнала, а уменьшающийся (увеличивающийся) ступенями сигнал с выхода блока 11 масштабирования.

Рассмотрим режим затухающих колебаний. В этом случае по входу 12 задания величины декремента затухания/ нарастания выходных сигналов генератора устанавливается коэффициент передачи (К„ (1).

Пусть йереключатель 8 переводится из режима незатухающих колебаний в режим затухающих колебаний в момент времени t<. 20

Как видно из диаграммы U<(t), на выходе элемента И 6 сигнал отсутствует. Следовательно, первый блок выборки-хранения 9 работает в этот момент в режиме хранения и íà его выходе 26 сигнал U = Uo„.

Второй блок выборки-хранения 10 работает в режиме слежения и сигнал на его выходе равен U, т.е. Uf = ПВ =

Uù, . Сигнал на выходе блока 11 мас- g0 штабирования U = K U, = Увя . Затухание колебаний начинается в схеме с момента t>, в который треугольный ! сигнал на выходе интегратора 2 переходит через ноль. Первый блок выборки-хранения 9 переходит в режим слежения и Hà его выходе появляется сигнал U = U, K«U .Второй блок выборки-хранения 10 переходит в режим хранения и на его выходе остается сигнал U« = U „.

В момент вРемени t, когда треугольное напряжение на выходе интегратора 2 достигает величины, равной выходному напряжению первого релейного гистерезисного элемента 3, сигнал на выходе элемента И 6 равен нулю.

Первый блок выборки-хранения 9 пеРеходит а режим хранения и на его ant" 50

I ходе остается напряжение Uf, а второй блок выборки-хранения 10 переходит в режим слежения и на его выходе

/ ( появляется напряжение О, = U = К 1„0 в

Следующее переключение режимов работы обоих блоков выборки-хранения 9 и 10 происходит в момент t когда выходное напряжение интегратора переходит через ноль. При этом на выхо31 .

4 де первого блока выборки-хранения 9 появляется напряжение П = K„, U

Далее цикл переключейий режимов работы блоков выборки-хранения повторяется. При этом напряжение U на выходе первого блока выборки-хранения меняется ступенями в моменты перехода через ноль выходного напряжения Бщ,»„интегратора 2, оставаясь постоянным в течение полупериода из-: менения этого напряжения.

Величина напряжения U .во врем и-го полупериода, считая от момента начала режима затухания, равна .К«Uon . ° °

Напряжение U> непосредственно и через инвертор 13 поступает на вторые входы задания пороговых значений обоих релейных гистерезисных элементов, а также на вход задания начального значения функционального преобразователя 4. В результате напряжепервом Пвы ° третьем Пвы»,и ьи, четвертом Б выходах функциональноИ х

ro генератора представляют собой saтухающие треугольные, синусоидальные (или другой заданной формы) и прямоугольные колебания соответственно, амплитуда которых в каждый полупериод определяется формулой (1) .

Если обозначить декремент затухания D — отношение амплитуд двух соседних полупериодов одного знака, то

D = К и величина его может быть ус11 тановлена изменением К „ при изменении управляющего сигнала. и

При К ) 1 колебания будут нарас1 тающими. В предлагаемой схеме функционального генератора легко может быть реализован режим затухающе-нарастающих колебаний с автоматическим многократным переключением режима.при достижении напряжением П желаемых максимальной и минимальной величин.

При этом необходимо автоматически переключить величину К„ от К1 1 к К

И и и обратно. Напряжение U „,„ на втором выходе функционального генератора также затухает, но форма его не прямоугольна, как в режиме незатухающих колебаний.

Таким образом, функциональные возможности функционального генератора расширены путем реализации режимов затухающих колебаний заданной формы с

1327131 с устанавливаемым декрементом затухания.

Формула изобретения

Функциональный генератор, содержащий соединенные последовательно блок управления частотой, интегратор и первый релейный гистереэисный элемент, выход которого является выходом прямоугольного напряжения генератора и подключен к входу блока управления частотой, выход интегратора яв" ляется выходом треугольного напряжения генератора и подключен к входу функционального преобразователя, выход которого является выходом функционально изменяющегося напряжения генератора, инвертор и переключатель, первый вход которого подключен к входу опорного напряжения генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет реализации режимов затухающих/нарастающих колебаний заданной формы с устанавливаемым декрементом затухания, в него введены два последовательно соединенных блока выборки-хранения, блок масштабирования, компаратор„ элемент И и второй релейный гистерезисный элемент, соединенный информационным входом с выходом компаратора и первым входом элемента И, второй вход которого подключен к дополнительному выходу первого релейного гистерезисного элемента, выход элемента И соединен с управляющими входами первого и второго блоков выборки-хранения, выход, блока масштабирования соединен с вторым входом переключателя, подключен10 ного выходом к информационному входу первого блока выборки-хранения, подключенного выходом к первым входам задания пороговых значений первого и второго репейных гистерезисных элементов, входу задания начального значения функционального преобразователя и входу инвертора, соединенного выходом с вторыми входами задания пороговых значений первого и второго.

20 репейных гистерезисных элементов, выход второго блока выборки-хранения соединен с информационным входом блока масштабирования, вход управления коэффициентом передачи которого сое25 динен с входом задания величины декремента затухания/нарастания выходных сигналов генератора, выход вто-. рого релейного гистерезисного элемента соединен с дополнительным выходом

З0 прямоугольного напряжения генератора, выход интегратора подключен к входу компаратора.

1327131

"арык, дик

Йык» о

Фа Ðèà 2

Составитель Н. Зайцев

Редактор М. Бандура Техред В.Кадар Корректор С..Черни

Заказ 3393/47 Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.. Ужгород, ул. Проектная, 4