Цифровой генератор синусоидальных сигналов Советский патент 1983 года по МПК H03B27/00 

, Изобретение относится к электротехнике, в частности к измерительной угехнике (средствам для проверки ватт метров и счетчиков электроэнергии), радиотехнике, передаче информации, например, в системах подавления одной боковой частоты для получения однополосного сигнала, к частотноуправляемым, электроприводам переменного тока (генераторам эталонного сигнала), а также к другим областям техники, где необходимо иметь трехфазные напряжения или токи строго синусоидальной формы, регулируемой частоты с точным 120 - фазовым сдвигом между ними и возможностью измене ния порядка чередования фаз. Известен трехфазный генератор синусоидальных колебаний, выполненный на аналоговых элементах, включающий задающий генератор, квадратурный фазосдвигающий блок, два сумматора на операционных усилителях и резисторы 1. Основным недостатком данного гене ратора является то, что он. не гарантирует вьзсокого качества синусоидаль ной формы сигнала из-за погрешности задающего генератора и квадратурного Фазосдвигаюадего блока, а также не обеспечивает изменение порядка черед вания фаз. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является из вестный цифровой генератор синусоидальных сигналов, содержащий последо вательно соединенные блок управления Генератор переменной частоты, первые алгебраический сумматор, счетчик, Iпостоянный запоминающий элемент, циф ро-аналоговый преобразователь и пере ключатель полярности, а также первый триггер, выход которого подключен к управляющему входу первого переключа теля полярности, а первый управляющий вход первого алгебраического сум матора подключен к выходу первого счетчика {2J. Этот генератор обеспечивает высокое качество синусоидальной формы сигнала в диапазоне частот от долей до сотен килогерц, Недостатком известного генератора является отсутствие регулировки фаз трехфазных выходных синусоидальных сигналов. Цель изобретения - обеспечение ре гулировки фаз трехфазных выходных синусоидальных сигналов. Цель достигается тем, что в циФро - вой генератор синусЪндальных сигналов, содержащий последовательно соединенные блок управления, генератор переменной частоты, первые алгебраическийсумматор, счетчик, постоянный запомннаюпщй элемент, цифро-аналоговый преобразователь и переключатель полярности, а также первый триггер, вьйход которого подключен к управляющему входу первого переключателя полярности, а первый управляющий вх9Д первого алгебраического сумматора подключен к выходу первого счетчика, введены последовательно соед11ненные вторые алгебраический сумматор, счетчик, постоянный запоминающий элемент цифро-аналоговый преобразователь и переключатель полярности, а также введен второй триггер, выход которого подключен к управляющему входу второго переключателя полярности, при этом сигнальный вход второго алгебраического сумматора подключен к выходу генератора переменной частоты, а первый управляющий вход - к выходу второго счетчика, сигнальный вход первого и второго триггеров подключен к выходу соответственно первого и второго счетчиков, а также введены сумматор, входы которого подключены к выходам первого и второго переключателей полярности, и,блок установки сдвига фаз, вход которого подключен к выходу блока управления, а выходы к соответствующим входам первых и вторых алгебраических сумматоров, счетчиков и триггеров. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемюго цифрового генератора синусоидальных сигналов; на фиг. 2 - осциллограммы генерируемых сигналов. Цифровой генератор синусоидельных сигналов содержит блок 1 управления, генератор 2 переменной частоты, алгебраические сумматоры 3 и 4, блок 5 установки сдвига фаз, счетчики 6 и 7, триггеры 8 и 9, постоянные запоминаю{щие элементы (ПЗЭ) 10 и 11, цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 12 и 13 переключатели 14 и 15 полярности и cs MMaTOp 16. Цифровой генератор синусоидальных сигналов работает следукхцим образе. В зависимости от величины сигнала с блока 1 управления генератор 2 переменной частоты вырабатывает прямоугольные импульсы с частотой от О до единиц миляигерц. Алгебраические сумматор 3 и 4 пропускают импульсы на вход прямого или обратного счета счетtHKOB б и 7.От нуля на выходе до во з мЪжно полного заполнения разрядов счетчики 6 и 7 работают в режиме сложения, затем по команде алгебраических сумматоров 3 и 4 в режиме вычитания до нуля на ашсоде и т.д. (снова происходит повторение цикла). В ПЗЭ 10 и 11 предварительно записаны двоичные кодовые комбинации, срответствукщие дискретным значениям Sin tL в интервале с О - ЭЬ при этсж нуль и максимально воэ южное заполнение раз- рядов счетчиков 6 и 7 соответствует границам указанного интервала d. На выход ПЗЭ 10 и 11 при непрерывной работе счетчиков б и 7 непрерывно поступают двоичные коды функции Sin 0 поочередно в интервале о О - 90 и 90 - 0° т.е. половина периода синусоиды. Частота поаторення сигнала пропорциональна частоте следования импульсов с выхода генератора 2 переменной частоты. Сигнал Sin 0 в ЦАП 12 и 13 преобразуется в аналоговую форму/ на выходе которых вырабатьгааюте я полуволны ся«иу соиды одной полярности. Для того, чтобы получить ПОЛНЫЙ период изменения синусоидального сиг нала в устройстве используются триггеры 8 и 9 которые при каждом повторении цикла счетчика счетчйка ми 6 и 7 подают команду на срабатывание переключателей М и 15 .полярности. Блок. 5 установки сдвига фаз позволяет по команде с блока 1 управления записывать всхсщиые двоичные комбина- .ции в разрядах счетчиков ,б и 7 или; стирать их. Эгшись начальных условий в спин иэ счетчиков означает сдвиг азы синусоидального сигнала иа выходе А, относительно выхода G. При этом точно и надежно можно установить любой сдвиг фазы в том числе и 12(Л На су1« аторе 16 выполняется суммирование двух синусоидальных сигналов А и С, сдвинутых по фазе на . i2(f . V Г iCsiп об + Sin (ct-IZO)±зт (ot- «О) и получается на выходе В т ретий сигнал, необходи1«лй в симметричной трехфазной системе (фиг. 2,а) i. По команде с 1 управления можно с помощью блока 5 установки сдвига фаз практически мгновенно переписать начальные условия сдвига фазы на 120с одного счетчика на другой и тем самым изменить порядок чередования, фаз (фиг. 2, б). Наличие задатчика интенсивности и блока перемножения обёспечива.ет плгшное изменение частоты и амплитуды сигнала с изменением порядка чередования фаз при нулевой частоте (фиг. 2, с). таким образом, устройство позволяет получить весьма точную симметричную трехфазную СИСТОЛУ синусоидальных снгналсш с плавно регулируемой частотой в диапазоне от О до сотен килогерц и аозАЮжяостью изменения порядка чередования фаз. Технико-эконсмический эффект от применения предлг1гаемого устройства заключается в его точности, надежности работы, отсутствии необходимости регулировки и технологичности изготовления, а также в птрокой унибер- , сальности, позволямцей применять его в различных областях техники.

WW.

ЛААлл -хллАЛ, yVWvv.-.АЛЛА/

ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР СИНУСОИДАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ, содержащий последовательно соединенны блок управления генератор переменной частоты, первые алгебраический сумматор, счетчик, пос тоянный эапоминанзщйй элемент, цифроаналоговый преобразователь и переключатель полярности, а также первый триггер, выход которого подключен к управляющему входу первого переключателя полярности, а первый управляющий входпервого алгебраического сумматора подключен к выходу первого счетчика, о т л и чающийся тем, что, с целью обеспечения регулировки фаз трехфазных выходных синусоидальных сигналов, в него введены последовательно соединенные вторые алгебраический сумматор, счетчик, постоянный запоминающий элемент, цифро-аналоговый преобразователь и переключатель полярности, а также введен второй триггер, выход которого подключен к управляющему входу второго переключателя полярности, при этом сигнальный вход второго алгебраического сумиатора подключен к выходу генератора переменной частоты, а первый управляющий вход - к выхсду второго I счетчикаf сигнальный вход первого и второго триггеров псадключен к выходу соответственно первЬго и второго счетФтков, а также введены сумматор, входы которого подключены к выходам перBoro и второго переключателей полярности и блок установки сдвига фаз, йХод которого подключен к выходу блока управления,а выходы --к соответствующим управляющим входам первых и вто1ялх аглебраических сумматоров, счетчиков и триггеров.