Управляемый автогенератор Советский патент 1984 года по МПК H03B5/20 H03L7/00 

s|

ел

со

Изобретение относится к радиотехнике, предназначено для генерации гармонических колебаний низких частот и может быть использовано в системах телемеханики, связи и измерительной технике.

Известен управляемый автогенератор, содержащий дифференциальный операционный усилитель, охваченный многопетлевой обратной связью через цепь отрицательной обратной связи, через цепь управления, а также через селективную цепь, состоящую из параллельно соединенных первого и второго активных фазовых RC-цепей, нагруженных на резистивный сумматор, выход которого подключен к неннвертирующему входу дифференциального операционного усилителя.(1).

Однако управляемый автогенератор имеет малую крутизну характеристики управления.

Наиболее близким к изобретению является управляемый автогенератор, содержащий последовательно соединенные дифференци альный операционный усилитель, первое и второе активные фазовые RC-звенья,, при этом выход дифференциального операционного усилителя подключен также через цепь частотонезависимой отрицательной обратной связи к инвертирующему входу дифференциального операционного усилителя и через цепь, состоящую из последовательно соединенных измерительного моста с управляющим преобразователем сопротивления в частоту и усилителя, - к управляющему входу второго активного фазового RC-звёна -(2.

Однако известный управляемый автогенератор обладает недостаточно высокой крутизной характеристики управления и значительной паразитной амплитудной модуляцией.

Цель изобретения -- увеличение крутизны характеристики управления и уменьшение паразитной амплитудной модуляции.

Цель достигается тем, что в управляемый автогенератор, содержащий последовательно соединенные дифференциальный операционный усилитель, первое и второе активные фазовые RC-звенья, при этом выход дифференциального операционного усилителя подключен также через цепь частотонезависимой отрицательной обратной связи к инвертирующему входу дифференциального операционного усилителя и через цепь, состоящую из последовательно соединенных измерительного моста с управляющим преобразователем сопротивления в частоту и усилителя. - к управляющему входу второго активного фазового RC-звена, между выходом второго активного фазового RC-звена и неиивертирующим входом дифференциального операционного усилителя введен резистивный сумматор, а усилитель снабжен дополнительным противофазным вы.ходом,который подключен к управляющему входу первого активного фазового RC-звена и к другому входу резистивного сумматора.

На чертеже приведена структурная электрическая схема управляемого автогенератора.

Управляемый автогенератор содержит дифференциальный операционный уЬилитель 1, первое и второе активные фазовые RCзвенья 2 и 3, цепь 4 частотонезависимой отрицательной обратной связи, измерительный

мост 5 с управляющим преобразователем сопротивления в частоту, усилитель 6 и резистивный сумматор 7, при этом первое активное фазовое RC-звено 2 содержит конденсатор 8 и резистор 9, второе активное фазовое RC-звено 3 содержит конденсатор 10 и

резистор 11, цепь 4 частотонезависимой отрицательной обратнбй связи состоит из резисторов 12 и 13, резистивный сумматор 7 состоит из резисторов 14 и 15, измерительный мост 5 с управляющим преобразователем сопротивления в частоту содержит резисторы 16-19, один из которых, например резистор 17,выполняет функцию управляющего преобразователя сопротивления в частоту.

Управляемый автогенератор работает

следующим образом.

При балансе измерительного моста 5, т.е. фи равенстве сопротивлений резисторов 16-19, частота генерации определяется постоянными времени активных фазовых RC-звеньев 2 и 3

f-zWW

где fi-CgR иТ С,в R,, - постоянные времени активных

фазовых RCзвеньев 2 и 3; КдИРц-сопротивления резисторов 9 и П;

С«иС,в-емкости конденсаторов 8 и 10. Если сопротивление одного из резисторов 16--19, например резистора 17, измерительного моста 5 получает относительное изменение, то измерительный мост 5 разбалан5 сируется и на его выходе появляется напряжение, которое после усиления усилителем 6 подается с его иеинвертируюшего выхода на управляющий вход второго активного фазового RC-звена 3, а с его инвертирующего выхода -- на управляющий вход первого актив0 ного фазового RC-звена 2 и на второй вход , резистивного сумматора 7. Действие напряжения разбаланса приводит к эквивалентному изменению постоянных времени Т и fj активных фазовых RC-звеньев 2 и 3, что изменяет частоту генерации по закону

fr-Miff

yR(

(г)

fR(Kt-Kt) где , - относительное изменение сопротивления резистора 17; KiHKt - коэффициенты передачи усилителя 6 по инвертирующему и неинвертирующему выхо. дам. При K 3Kt и Т| г частота генерации изменяется по линейному закону fr fo{l± ± K,rR) в зависимости от относительного изменения сопротивления резистора 17. Крутизна характеристики управления определяется выражением S ff ATR Kt, из которого следует, что крутизна пропорциональна коэффициенту Kj и при К, 1 крутизна S:f. Погрещность от нелинейности характеристики управления. ке превышает 1°/о при относительном изменении частоты генерации на Зб°/о. В процессе управления частотой генерации баланс амплитуд не должен нарушаться. Если в схему управляемого автогенератоpa между выходом второго активного фазо вого RC-звена 3 и неинвертирующим вхйдом дифференциального операционного усилителя i не включить резистивный сумматор 7, то для условия баланса амплитуд получаем (TRtKi KOгде RjiMFii- сопротивления резисторов 12 С учетом условия линейности характеристики управления ( ) для. баланса амплитуд получаем выражение 1 ± 2K,(rR Откуда видно, что в процессе управления частотой из-за изменения величины (ГR условие баланса амплитуд нарушается, следствием чего является некоторый уровень паразитной амплитудной модуляции. Включение в схему управляемого автогенератора резистивного сумматора 7 приводит к следующему условию баланса амплитуд (с учетом условия линейности характеристики управления): (1 ±2KAR)K,±-1:MRK,,где Кс, KCI ч Kti- коэффициенты передачи резистнвного сумматора 7 по его первому и второму входам;R,. и R,. - сопротивления резисторов 14 и 15. Из анализа управления (5) следует, что при соотношении К.ег 4Кс1 условие баланса амплитуд не зависит от величины fR и, следовательно, паразитная амплитудная модуляция отсутствует. Так как резистивный сумматор 7 пассивный, т.е. Кс1 -f Kci I. то из соотношения Kfj 4Kti следует, что KC, 1/5, Kct 4/5 и условие баланса амплитуд принимает вид -ц-| Таким образом, технико-экономический эффект управляемого автогенератора заключается в увеличении крутизны характержугики управления и. уменьшении паразитной амплитудной модуляции. Кроме того, расширены его функциональные возможности и он может быть использован для построения частбтно-модулйрованного RC-генератора с электронным управлением частотой генераЦии одним элементом, если в качестве одного из резисторов измерительного моста использовать сопротивления канала полевого транзистора для преобразования малых относительных изменений сопротивлений в частоту

УПРАВЛЯЕМЫЙ АВТОГЕНЕРАТОР, содержащий последовательно. соединенны.е . дифференциальный операционный усилитель, первое и второе активные фазовые RC-звенья; при этом выход дифференцнальногооперационного усилителя полключен также через цепь частотоиезависнмой ovрицательной обратной связи к инвертирующему входу дифференциального операционного усилителя и через цепь, состоящую из последовательносоединенны.х измерительного моста с управляющим преобразователем сопротивления в частоту и усилителя. - к управляющему входу второго активного фазового RC-звена, отличающийся тем, что, с целью увеличения крутизны характеристики управления и уменьшения паразитной амплитудной модуляции, между выходом второго активного фазового RC-звена и неинвертирующим входом дифференциального операционного усилителя введен резистивный сумматор, а усилитель снабжен допол-. § ннтельным противофазным выходом, который подключен к управляю,щему входу пер(О вого активного фазового RCi3BeHa и к другому входу резистивного сумматора. с