Измерительный генератор регулируемой частоты

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаявленоО4.04,73 (2l) 18g9043у26 21 с присоединением заявки № (23) ПриоритетСоюз Советских

Социалистимеских

Республик ((() 500571 к(е н,);,;(), Я t М" (5Ц М, Кл,Н 03В 6М19

1 воуавротввнньй номнтвт

Соввтв й1нннотров СССР но,авлам нзоорвтвннй н открв(тнй (43) Опубликдван()(. ) 5 03..768вллетейь № 3

) (4б) Дата опубликования описания 14.04.76 (72) Автор.: изобретения

Р, А. Балакин Р (. (О (Tl) Заявитель Арктический и,антарктический:, научно-(исследовательский институт Главного" авлейия гидрометеорологической службы! (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР РЕГУЛИРУЕМОЙ ЧАСТОТЫ

l ..

Изобретение относится к измерительной „ ( технике и может быть использовано в ка- . ( честве прецизионного преобразователя со противлении в частот различных телеметрй- ческвх устройствах,: 1например, в гидрометео-(Ь рологических автоматических стаищнях., Известен. измерительный генератор pery лируемой частоты содержащий усилитель с цепью автоматической, регулировки усиле ния, охваченный петлей обратной связи, в < 10 состав которой входит разделительный кон-, денсатор, подключенный между выходом усилителя и общей точкой соединения управляющего резистора и эталонного резистора, шунтированного конденсатором стабильной ем» 15 кости и параллельный колебательный контур, катушка индуктивности которого размещена на магнитопроводе с первой обмоткой связи.

Однако этот генератор отличается сложностью схемы, большим количеством элемен-20 тов, от которых зависит стабильность частоты, а вследствие этого недостаточно высокой точностью измерения.

Ilesü изобретения - повыШение точности) измерения. и

Достигается еж тем, что в петлю иь М нитопроводе колебательного контура доно нительно введена вторая обмотка связи, к торая соединена с управлякяпим резисторо н вккк(ченч в(тречно первой кн(ткв ввнвн один выход которой подключен к то1вке с динения эталонного резистора и шунтирую !

mего конденсатора, прн этом общий вывод

)упомянутых обмоток свяэг.подсоединен к

1 общему выводу усилителя, при этюм магии

) топровод колебательного контура выполнен

0 ,:замкнутым. (На чертеже дана принципиальная элек трическая схема измерительного генерн(то . регулируемой частоты;

Генератор состоит из усилителя l, име ,щего два входа 2 и 3; первый из которых i

t .предназначен для подачи усиливаемого сиг-

:нала, а второй — для регулировки коэффициента усиления. Усилитель охвачен петлей положительной обратной связи, образованной ! реактивным контуром 4 Реактивный контур 4, в свою очередь, состоит

:,из конденсатора 5 и катушки вндуктиве ! (ности 6, намотанной на замкнутом магнит к

500571

3 проводе 7. На этом же магнитопроводе йа-., улотаны две встречно включенные обмотки связи 8 и 9. Эти обмоткй подключены одним концом к общей шине "корпус", а другим концом — к выходу усилителя 1 соответствен-5 но через управляюший резистор 10 и эталон-; ный опорный резистор 11. Последний шунти-, рован конденсатором 12 с высокостабильной емкостью. Для разделения выхода усилите«/ ля и нагрузки по постоянному току уста- // новлен разделительный конденсатор 13.

В схеме генератора имеется также цепь аатоматической регулировки усиления (АРУ), 14, состоящая иэ разделительного 15 и

1 фильтруюшего 16 конденсаторов, выпрями-< 1О тельного диода 17 и двух резисторов 18

;и 19. Вход цепи 14 подключен к выходу 20, ;усилителя 1, а выход подан на регулирую-,/ ший вход 3 этого усилителя.

Работа схемы генератора происходит. следуюшим образом.

Усилитель 1, охваченный петлей поло- жительной обра/тной связи, замкнутой черед реактивный управляемый контур 4, самовозбуждается на частоте, определяемой законом баланса фаз и амплитуд. Частота . самовоэбуждения генератора устанавливает-, ся на таком значении, при котором фазовый З0

1сдвиг по полному контуру, образованному .усилителем и цепью обратной связи, равняется 360О. Поскольку фазовый сдвиг в усилителе 1 равен нулю (или 180О), то результируюший фазовый сдвиг генерируемого сигнала целиком определяется управляемым реактивным контуром 4. В этом ,контуре суммарный фазовый сдвиг сигнала от выхода 20 усилителя до его входа 2, равный 180о определяется параметрами, 40 резонансного контура 5, 6 с учетом вносимых реактивных добавок, которые трансформируются через обмотки 8 и 9, намотанные на обшем сердечнике с катушкой 6. Если .бы не было вносимых реактивных парамет-,д

Ipoa из первичной цепи, то генератор возбуждался бы на резонансной частоте контура 9, 6, так как контур на резонансной . частоте, как известно, имеет чисто активное .сопротивление и обеспечивает с учетом по- Эъ лярности подключения концов обмотки сдвиг фазы точно на 180 . По первичным обмот;кам 8 и 9 контура протекают два встречйых тока, один из которых, протекаюший в цепи регулирующего резистора 10, явля- ется чисто активным, а другой, вследствие

,шунтирования резистора 11 конденсатором 12, имеет реактивную составг!Яюшую, Магнитные потоки, индуктируемые в Обц(ем

1магнитопроводе 7 контура 4 токами обмо 1 60

/г

1 I ток 8 и 9, вычитаются и, сцепляясь с витками катушки 6, вносят в резонансный

) контур реактивную составляющую. За счет вносимых" иэ чтервичной цепи параметро

-- -- — ------.- Р изменяется резонансная частота контура 5, 6, на которую и перестраивается генератор. Таким образом, в результате внесения в резонансный контур 5 6 реактивной ооставляюшей тока, пропорциональной раэ- ности эталонного и управляющего сопротивления, происходит пропорциональный сдвиг генерируемой частоты, Основное достоин- ство предлагаемого генератора состоит в том, что эа счет встречного включения об1 моток 8 и 9 при равенстве управляющего и эталонного сопротивлений разностный активный ток равен нулю, и частота опреде- ляется только величиной емкости 5 и па;раметрами резистора 11 и конденсатора 12., l что обуславливает ее высокую стабильность., Управляющее воздействие, определяюшее фазовый сдвиг разностного тока, пропорционально не всей величине резистора 10, а только прирашению величины резистора 10 над величиной опорного эталонного резисто ра 11. Благодаря этому отличию, схема ге нератора позволяет сохранить преимушества! прототипа-большое приращение частоты при малом изменении управляюшего сопротивле- ! ния-и достигнуть значительно более высокой точности преобразования за счет меньшего

1 числа елементов, непосредственно влияюших

/ на частоту. Влияние на частоту оказывают / только элементы, входяшие в управляемый, реактивный контур 4, — конденсатор 5, ин- дуктивность 6, эталонный резистор 1 1 и шунтируюший конденсатор 12.

Стабильная работа генератора обеспечи- вается при выполнении условия баланса. амплитуд при отсутствии в усилителе нелинейных искажений. Баланс амплитуд обеспечивается схемой регулировки усиления 14, 1 которая служит для стабилизации амплитуды генератора на таком уровне, при котором нелинейные искажения отсутствуют.

Схема осушествляет вы прямление выходного сигнала усилителя с помошью диода 17 и резистора 18. Конденсатор 15 служит при этОм для pa:!деления постоянной и переменной составляюших сигнала на выходе 20 усилителя. !Зыврямленный ток, проинтегрированный цепочкой 16, 19 подается в качестве с!!гн/!лв Отриц/!те!!!— ной обратной связи на рету!!!1руюн!!Ш вход 3 усилителя l. Отрицатель!!Оя Обратная свл; ь

ПО постолнцому тОку Обеспечива - т còï6!!лизацию дмпли гу!!и си! ндло и/! Трс бу

1 уровн", 500571 (с целью повышения точности измерения, на магнитопроводе колебательного контура дополнительно размещена вторая обмотка связи, которая соединена с управляющим резистором и включена встречно первой обмотке связи, один вывод которой подключен к точке соединения эталонного резистора и".шунтирующего ко денсатора, при этом общий вывод упомянутых обмоток связи подсоединен к общему выводу усилителя.

2, Генератор ло и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что магнитопровод колебательного контура выполнен замкнутым, Составитель )3. !!азаров.q

Техред L .Иодуруниша Корректор Л.Брахципа редактор Е.Гончар

Изд. № 1((3

Тираж 901.

11одинсное

Заказ 188Ь

Ц11ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изооретсн пй и открытий

Москва, 1130;Б, Раушск".ÿ иаб., 4

Филиал П!1П "!!ыт:нт", г. Уито1зод> ул. !!рооктная, !

5 о ъ ° ° аз иЛ.и .* ° ° « ° °

1. Измерительный генератор регулируе мой частоты, соде жаший усилитель с цепью автоматической регулировки, усиления, охваченный петлей обратной связи, в состав, которой входит разделительный конденсатор, подключенный между выходом усилителя и обшей точкой соединения управляющего резистора и эталонного резистора, шунтированного конденсатором стабильной емкости, 1О и параллельный колебательный контур, катушка индуктивности которого размещена на магнитопроводе с первой обмоткой свя-, зи, отличающийся тем,что, l

sl

I ()