Генератор гармонических колебаний

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

- К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ре пубяик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 020779 (21) 2788299/18-09

t$1) hA. Кл.э

Н 03 В 5/10 с присоединением заявки Й9 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 361?.82 Бюллетень Мо 48

Дата опубликования описания 301282 (331УДК 621. 373..42(088.8) н, Е .С. Иванов (54) ГЕНЕРАТОР ГАРИОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Йзобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь. зовано при генерировании низкочастотных гармонических колебаний.

Известны генераторы гармонических колебаний низкой частоты, содержащие интегрирующие и инвертирующие операционные усилители, соединенные е в замкнутые последовательные цепи f13

Недостаток данного генератора— отсутствие возможности регулирования по частоте.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности генератор гармонических колебаний, содержащий первый, второй и третий интегрирующие усилители, блок управления, амплитудный компаратор, вход которого подключен к выходу первого интег» рирующего усилителя, первый блок управляемых ключей, ключи которого включены по одному в цепь отрицательной обратной связи соответствующего интегрирующего усилителя,.и второй блок управляемых ключей, первые выходы первого, sToporo и третьего управляемых ключей которого соединены соответственно с входами .первого, второго и третьего интег юивующих усилителей, а вторые выходы йервого, второго и третьего управляемых ключей - соответственно с, выходами третьего, первого и второ.

ro интегрирующих усилителей Ã2 3.

Недостатком известного генератора является малый диапазон регули- руемых частот.

Цель изобретения — расщирение щ диапазона регулируемых частот.

Указанная цель достигается тем, что в генератор, содержащий первый, второй и третий интегрирующие усилители, блок управления, амплитудный компаратор, вход- которого подключен к выходу первого интегрирующего усилителя, первый блок управляемых ключей, ключи которого включены по одному в цепь отрицательной

gg обратной связи соответствующего интегрирующего усилителя, и второй блок управляемых ключей„ первые выходы первого, второго и третьего управляемых ключей которого соеди нены соответственно с входами первого, второго и третьего интегрирующих усилителей, а вторые выходы первого, второго и третьего управляемых ключей которого соединены соответственно с выходаъы третьего,—

:;первого и второго интегрирующих

985924 усилителей, введен третий блок управляемых ключей, первые выходы первого, второго и третьего управляемых ключей которого соединены соответственно с входами первого, второго и третьего интегрирующих усили- 5 телей, а вторые выходы первого, второго и третьего управляемых ключей которого соединены соответственно с выходами второго, третьего и первого интегрирующих усилителей, при . 10 этом выход амплитудного компаратора соединен с управляющими входами ключей первого блока управляемых ключей, выходы второго и третьего интегрирующих усилителей подключены 15 к дополнительным входам амплитудного компаратора, а блок управления выполнен в виде широтно-импульсного модулятора, первый выход которого подключен к управляющим входам клю- 20 чей второго блока ключей,,а второй выход †-к управляющим входам ключей третьего блока управляемых ключей.

На чертеже представлена структурная электрическая схема .генератора гармонических колебаний.

Генератор содержит первый 1, второй 2 и третий 3 интегрирующие усилители, амплитудный компаратор 4, блок 5 управления, первый б, второй

7 и третий 8 блоки управляемых ключей, элементы цепей 9 положительной обратной связи интегрирующих усилителей и элементы цепей 10 отрицательной обратной связи интегрирующих усилителей.

Интегрирующие усилители 1-3 с помощью управляемых ключей блока 7 включены в последовательную замкнутую цепь (цепь прямого генерирования колебаний), в которой усилители сле- 40 дуют в порядке 1-2-3, а с помощью управляемых ключей блока 8 в последовательную замкнутую цепь (цепь обратного генерирования колебаний), в которой усилители следуют в поряд- 45 ке 1-3-2. Управляющие входы ключей блоков 7 и 8 соединены с выходами

11 и 12 соответственно блока 5 управления. Выходы усилителей 1-3 под- ключены к входам амплитудного компа- 50 ратора 4, выход которого соединен с управляющими входами ключей блока 8.

С помощью ключей блока 8 образуются цепи отрицательной обратной связи, охватывающие каждый из интегрирую.щих усилителей 1 - 3

Каждая из цепей положительной обратной связи содержит два резистора, общий вывод которых соединен с входом одного иэ усилителей, а .остальные два вывода соединены с выводами других двух усилителей.

Каждая из цепей отрицательной об-: ратной связи содержит два последовательно включенных резистора, об,щие точки соединения которых объединены с общими точкамн соединения резисторов других цепей отрицательных обратных связей.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу т задания частоты блок 5 управления, выполненный в виде двухканального широтно-импульсного модулятора (ИИМ) формирует сигналы на выходах 11 и 12. При одной полярности сигнала f сигнал ШИМ появляется на выходе 11 (на выходе 12 в это время сигнал отсутствует), а при другой полярности — на выходе

12 (на выходе 11 в это время сигнал отсутствует). Скважность сигналов

НИМ определяется величиной сигнала

f. Период сигналов ИИМ выбирается значительно меньшим периода наибольшей из рабочих частот генератора.

В соответствии с сигналом ШИМ, например, на выходе 11 и с помощью управляемых ключей блока 7 интегрирующие усилители 1-3 периодически включаются в цепь прямого генерирования колебаний. Каждый раз при этом цепь прямого генерирования ко-, лебаний образуется одними и теми же ключами и резисторами, благодаря чему поддерживается неизменной частота и амплитуда выходных колебаний.

Аналогично при наличии сигнала

ИИМ на выходе 12 и с помощью управляемых ключей блока 8 интегрирующие усилители 1-3 периодически вкюпочантся в цепь обратного генерирования колебаний.

Особенностью генератора является раздельное управление блоками 7 и

8 управляемь1х ключей, образующих цепи прямого и обратного генерирования колебаний. При этом поддерживается высокое качество формы и расширяется диапазон регулируемых синусоидальных колебаний.

Стабилизация амплитуды колебаний на заданном уровне осуществляется в генераторе с помощьн амплитудного компаратора 4. Здесь производится определение амплитуды колебаний по сигналам, поступающим с выходов интегрирующих усилителей 1-3 и сравнение ее с сигналом задания A. По результатам сравнения формируется сигнал управления, поступающий на управляющие входы ключей блока б, с помощью которых образуются цепи отрицательных обратных связей, охватывающие усилители 1-3.

В ряде режимов работы генератора, например после длительных стоянок, а также в переходных режимах из-за утечек конденсаторов в интеграторах, может нарушаться синусоидальность генерируемых колебаний, что устраняют введением в генератор элементов цепей 9 положительной обратной связи интегрирующих усилителей 1-3

985924 благодаря чему обеспечивается дополнительная подкачка амплитуды колебаний.

Выходные сигналы генератора могут содержать постоянную составляющую, определяемую расбросом параметров схемы и неидентичностью элементов.

Устранение указанного недостатка связано с введением в генератор блока 8, в котором осуществляется суммирование выходных сигналов интегри рующих усилителей, а результаты суммирования использую при воздействии на входы этих же интегрирующих усилителей. Тем самым образуются цепи отрицательной обратной свя« 15 зи, компенсирующие постоянную составляющую в выходных сигналах усилителей.

В предлагаемом генераторе гармонических колебаний обеспечивается 29 высокое качество формы выходных сигналов и широкий диапазон регулируеьых частот, достигающий 1 ° 10 при максимальной частоте колебаний

50-100 Гц, что значительно выше ана 25 логичных показателей известных генераторов.

Формула изобретения

1. Генератор гармонических колебаний, содержащий первый, второй и третий интегрирующие усилители, блок УпРавления, амплитудный комг.ара- З5 тор„ вход которого подключен к выходу первого интегрирующего усилителя, первый блок управляемых ключей, ключи которого включены по одному в цепь отрицательной обратной связи соответствующего интегрирующего усилителя, и второй блок управляемых ключей, первые выходы первоro, второго и третьего управляемых ключей которого соединены соответст венно с входами первого, второго и третьего интегрирующих усилителей, а вторые выходы первого, второго и третьего управляемых ключей кото« рого соединены соответственно с выходами третьего, первого и второго интегрирующих усилителей, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона регулируеьых частот, в него введен третий блок управляемых .ключей, первые выходы первого, второго и третьего управляемых ключей которого соединены соответственно с входами первого, второго и третьего интегрирующих, усилителей, а вторые выходы первого второго и третьего управляемых ключей которого соединены соответственно с выходами второго, третьего и первого интегрирующих усилителей, при этом выход амплитудного компаратора соединен с управляющи ми входами ключей первого блока управляемых ключей, выходы второго и третьего интегрирующих усилителей подключены к дополнительным входам амплитудного компаратора, а блок управления выполнен в виде широтноимпульсного модулятора, первый выход которого подключен к управляющим, входам ключей второго блока управляемых ключей, а второй выход — к управляющим входам ключей третьего блока управляемых ключей.

Источники информации, принятые во-внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 364064, кл. Н 03 В 27/00, 03.08.70.

° 2. Тетельбаум И.М., Шнейдер 10.P.

400 схем для АВМ, М., "Энергия", 1978, с. 100-102 (прототип).