Функциональный генератор

 

Изобретение относится к электротехнике, вычислительной технике и автоматике и может быть использовано в преобразовательных устройствах с квазисинусоидальным выходным напряжением для стабилизированного прецизионного электропривода, при генерации периодических тригонометрических функциональных напряжений, для моделирующих и вычислительных установок. Целью изобретения является повышение стабильности генерируемого напряжения и повышение КПД генератора. Функциональный генератор содержит задающий генератор 1, счетчик импульсов 2, блок памяти 3, дешифратор 4, инверторные ячейки 5 1, 5 2 ... 5 N, нагрузку 6, измерительный выпрямитель 7, фильтр низкой частоты 8, буферный усилитель 9, регулирующий транзистор 10, первый 11 и второй 12 аналоговые компараторы, настроенные соответственно на высокий и низкий уровни падения напряжения на регулирующем транзисторе 10, элементы И 13 и 14, реверсивный счетчик 15. Достижение поставленной цели обеспечено благодаря введению в устройство фильтра низкой частоты, буферного усилителя, регулирующего транзистора, двух компараторов. 3 ил.

сооэ советсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УЬЛИН

А1

„„Я0„„158754 (1) С 06 С 7/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР

1 (21). 4336870/24-24 (22) 03 .11.87 (46) 23 .08.90. Вюл. М -31 (72) А.M.Ñåìèãëàçîâ и А. В.Сергиенко (53) 681.3(088.8) (56) Вашурин Г.А. Анализ многоступенчатого напряжения при его стабилизации изменением формы. — В кн.:

Повьппение эффективности устройств преобразовательной техники. — Киев:

Наукова думка, 1972, с. 152-161, рис.3.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1234853, кл. G 06 С 7/26, 1985. (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР (57) Изобретение. относится к электротехнике, вычислительной технике и автоматике и может быть испольэ ов ано в преобразовательных устройствах с квазисинусоидальным выходным напряжением для стабилизированного пре2 цизионного электропривода, при генерации периодических тригонометрических функциональных напряжений, для моделирующих и вычислительных устано-вок. Целью изобретения является повышениее стаб ильи ости ге нерируемого напряжения и повышение КПД генератора.

ФункциональньпЪ генератор содержит задающий генератор 1, счетчик импульсов 2, блок памяти 3, дешифратор 4, инверторные ячейки 5,, 5,...,5» нагрузку 6, измерительный выпрямитель

7, фильтр низкой частоты 8, буферный усилитель 9, регулирующий транзистор

10, первый 11 и второй 12 аналоговые компараторы, настроенные соответственно на высокий и низкий уровни падения напряжения на регулирующем транзисторе 10, элементы И 13 и 14, реверсивный счетчик 15. Достижение поставленной цели обеспечено благодаря введению в устройство фильтра низкой частоты, буферного усилителя, регулирующего транзистора, двух компараторов. 3 ил.

1587549

Изобретение относится к электро- технике, вычислительной технике и автоматике и может быть использовано в преобразовательных устройствах с квазисинусоидальньм входным напряжением для. стабилизированного прецизионного электропривода, для генерации периодических тригонометрических функциональных напряжений, для моделирующих и вычислительных установок.

Цель изобретения — повышение стабильности генерируемого напряжения и повышение КПД генератора.

На фиг.1 представлена структурная схема функционального генератора; на фиг.2 — схема инверторной ячейки; на фиг ° 3 — диаграмма, поясняющая сущность реализованного в генераторе способа стабилизации выходного напряжения генератора.

Функциональный генератор (фиг.1) содержит задающий генератор 1, счетчик 2 импульсов, блок 3 памяти, дешифратор 4, инверторные ячейки 5

5,...,5„, нагрузку 6, измерительный выпрямитель 7, фильтр 8 низкой частоты, буферный усилитель 9, регулирующий транзистор 10, первый .11 и второй 12 аналоговые компараторы, настроенные соответственно на высокий и низкий уровни падения напряжения на регулирующем транзисторе 10, элементы И 13 и 14, реверсивный счетчик 15, соединенные по приведенной схеМе.

Инверторные ячейки 5. могут быть

1 построены по любой схеме, реализующей многозкачную систему счисления.

В качестве примера на фиг.2 приведен вариант схемы с использованием отводов первичной обмотки трансформатора 16, подключенных через ключи 17-21 переменного тока к шинам питания. Вторичные о.бмотки 22 инверторных ячеек соединены последо. вательно между собой и нагрузкой.

Функциональный генератор работает следующим образом.

Задающий генератор 1 вырабатывает импульсы с частотой f > = 4 S Kf 86(х q где S — цифровая емкость функционального генератора, определяемая точностью формы выходного напряжения, связанной с количеством ступенек в четверти периода сигкалаэf в„х частота выходного сигнала генератора. Сигналы от генератора поступают на вход счетчика 2 импульсов. Парап10

S5 лельный двоичный код с выходов счетчика 2 импульсов поступает на адресные входы блока 3 памяти. Блок 3 памяти до установки его в функциональ.— ный генератор программируется так,, чтобы при смене кодов на группе адресных входов АО, A1,...,AN и в определенном двоичном коде на дополнительной группе адресных входов ВО,В1

ВИ на его выходе появлялся двоичный код, который при преобразовании его инверторными ячейками 5 в много} эначный код, соответствовал в течение периода текущему значению ординаты аппроксимирующего сигнала, например сикусоидальному. При смене параллельного кода на входах ВО-ВИ и прежней вариации кодов ка входах

АО-AN на выходе икверторных ячеек 5; также будет формироваться синусои- . дальный сигнал, но уже с большей, или меньшей амплитудой. Таким образом, в блок 3 памяти записываются коды нескольких синусоид с разными амплитудами, при этом выбор той или иной амплитуды синусоиды выбирается по адресным входам ВО-ВМ, а построение ординат синусоиды. в соответствии с текущим временем производится по адресным входам АО-AN. B четвертом квадранте (фиг.3) кок;.эано, как при одних и тех же моментах времени t

t записаны разные коды синусоиды (пунктир и сплошная линия), для удобства представленкые в двоичной ñèñòåме счисления.

Выходной код с блока 3 памяти, преобразованный и усиленный дешифратором 4, поступает на информационные входы ключей 17-21 инверторных ячеек

5 . Сигналы с выходных обмоток 22

t инверторных ячеек 5- суммируются на нагрузке 6, синтезируя, например, синусоидальный сигнал, который после выпрямления измерительным выпрямителем 7 и фильтрации фильтром 8 поступает в виде постоянного сигнала изменяющегося уровня на вход буферного усилителя 9 аналогового.стабилизатора, где сравнивается с опорным напряжением и напряжением раэбаланса и после его усиления воздействует на регулирующий транзистор 10, приотпирая его в случае снижения напряжения на выходе генератора относительно заданной величины либо прикрывая его в случае повышения напряжения.на выходе. Таким образом, на регулирующем

5 15875 транзисторе 10 может выделяться значительная мощность, приводящая к снижению КПД генератора и разогреву транзистора. В целях повышения КПД предельное напряжение падения на тран- 5 зисторе ограничивается уровнем срабатывания V @ компаратора 12.

При достижении этого уровня происходит срабатывание компаратора 12, его выходное напряжение отпирает элемент И 13, через который начинают проходить импульсы от задающего генератора 1 и поступать на вычитающий вход реверсивного счетчика 15, на выходе которого происходит уменьшение двоичного кода. Это, в свою очередь, приводит к изменению кода записанной синусоиды, т.е. выбирается из блока памяти программа, соот- 20 ветствующая записи синусоидь1 с меньшей амплитудой. Так, например, если при начальном коде ВО-BM выбрана программа синусоиды в соответствии с . пунктирными линиями (фиг.3,. четвертый 25 квадрант), то после смены кода ВО-BM на новое значение выбирается программа синусоиды в соответствии со сплошными линиями. Это приводит к тому, что при неизменном напряжении пита- .30 ния синусощ альный сигнал на выходе уменьшается, регулирующий транзистор 10 приоткрывается, чтобы стабилизировать выходное напряжение и,напряжение на нем уменьшается, КПД повышается, а нагре в снижае тся .

Если же выходное напряжение упало по каким-либо причи1ам (уменьшилось напряжение питания, увеличилась нагрузка и т.д.) и регулирующий транзистор 10 открылся настоль- ко, что подошел к режиму насыщения и дальнейшее .регулирование может быть невозможным, срабатывает компаратор 11, опорное напряжение которого V п настроено на допустимый минимум падения напряжения на регулируюшем транзисторе 10. Отпирается второй элемент И 14, импульсы от генератора 1 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 15, увеличивая его выходной код, что приводит к выбору в блоке 3 памяти программы с записью кодов синусоиды повьппенной амплитуды, срабатывает новое сочетание инверторных ячеек 5 — 5

1 П и на выходе сии те з ируе тся синусоида с большей амплитудой, что приводит к подзапиранию транзистора 10 и уда49 6 лению его режима от зоны нечувствительности и стабилизации амплитуды синусоиды на выходе, хотя и используется для ее синтеза программа,рассчитанная на большую амплитуду.

Таким образом, стабилизируется выходное напряжение и сохраняется достаточно высокий КПД функционального генератора.

При использовании в аналоговом стабилизаторе астатической схемы регулирования, т.е. при введении в схему регулятора интегрирующего звена можно добиться высокой точности стабилизации выходного напряжения (в пределе с нулевой ошибкой).

Цифровая емкость функционального генератора (S>) определяется формулой S = S .п,где п — количество записанных программ или зон регулирования; S < — цифровая емкость,обусловленная з аданньы коэффициентом гармоник К

Формула изобретения

Функциональный генератор, содержащий и последовательно соединенных . инверторных ячеек, последовательно включенные задающий генератор, счетчик импульсов, блок памяти и дешифратор, выходы которого подключены к, управляющим входам соответствующих .п инверторных ячеек, и реверсивный счетчик, входы вычитания и сложения которого соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И, подключенных первыми входами к выходу задающего генератора, свободные выводы первой и и-й инверторных ячеек подключены к нагрузке и к входам измерительного выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности генерируемого. напряжения и повышения

КПД, в него введены фильтр низкой частоты, буферный усилитель, регулирующий транзистор и первый и второй компараторы, входы задания порогов срабатывания которых подключены к шинам соответственно первого и второго напряжений, первые и вторые информационные входы соединены соответственно с коллектором и эмиттером регулируемого транзистора, а выходы — с вторыми входами соответственно второго и первого элементов И, выход измерительного выпрямителя подключен через последовательно соединенные фильтр

1587549 низкой частоты и буферный усилитель . инверторных ячеек, дополнительная к .4азе регулирующего транзистора, ко- rpyana адресных входов блока памяти торый включен последовательно с шиной подключена к выходам реверсивного отрицательного. путающего напряжения счетчика.

Составитель А.Маслов

Редактор С.Патрушева Техред А.Кравчук Корректор.С.Шевкун

Заказ 2422 Тираж 560 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина, 101