Генератор гармонических колебаний Советский патент 1984 года по МПК H03B21/02 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться как источник электрических колебаний в различных устройствах автоматики, из мерительной техники. Известны генераторы гармонических колебаний, в которых для фор1 рования гармонических колебаний используются генераторы функций Уолта fi Однако известный генератор гармонических колебаний имеет недостаточно высокую точность установки частоты Наиболее близким по технической сущности является генератор гармонических колебаний, содержащий.последовательно соединенные задающий генератор импульсов, первый делитель частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД ), первый генератор функций Уолша, первый блок аналоговых ключей и первый блок задания весовых коэффициентов,последовательно соединенные второй генератор функций Уолша,второй блок аналоговых ключей,вт рой блок задания весовых коэффициентов а также первый аналоговый инвертор ,вхо и выход которого подключены к соответст вующим опорным входам первого блока ана логовых ключей, а также первый блок задания кодов, выход которого подклю чен к управляющему входу первого Однако в данном генераторе гармонических сигналов при заданном числе каналов в блоках аналоговых ключей точность установки частоты также недостаточно высока. Цель изобретения - повышение точности установки частоты гармонических колебаний. Для достижения цели в генератор гармонических колебаний, содержащий последовательно соединенные задающий генератор ш-шульсов, первый ДПКД, первый генератор функции Уолша первый блок аналоговых ключей и первый блок задания весовых коэффициентов, последовательно соединенные вто рой генератор функции Уолша, второй блок аналоговых ключей, второй блок задания весовых коэффициентов, а так же первый аналоговый инвертор, вход и выход которого подключены к соответствующим опорным входам первого блока аналоговых ключей, а также первый блок задания кодов, выход которого подключен к управляющему входу первого ДПКД введены первый преобразователь код-напряжение, последов дте.чьно соединенные второй блок задания кодов, второй преобра- i зователь код-напряжение и второй аналоговый инвертор, последовательно соединенные третий блок аналоговых ключей и третий блок задания весовых коэффициентов, последовательно соединенные четвертый блок аналоговых ключей и четвертый блок задания весовых коэффициентов, второй ДПКД, а также сумматор, входы которого под-, ключены к выходам третьего и четвертого блоков задания весовых коэффициентов, при этом к выходу задающего генератора импульсов подключен сигнальный вход второго ДПКД, выход которого соединен с входом второго генератора функций Уолша, а управляющий вход соединен с вторым блоком задания кодов, вход и выход второго аналогового инвертора подключены к соответствующим опорным входам второго блока аналоговых ключей, выход первого блока задания весовых коэффициентов соединен с сигнальным входом третьего блока аналоговых ключей, управляющие входы которого соединены с соответствующими выходами, второго генератора функций Уолша, выход второго блока задания весовых коэффициентов соединен с сигнальныг-i входом четвертого блока аналоговых ключей, управляющие входы которого подключены к соответствующим выходам первого генератора функций Уолща, а выход первого блока задания кодов подключен к входу первого преобразователя код-напряжение, выход которого соединен с входом первого аналогового инвертора. На чертеже приведена структурная электрическая схема генератора гармонических колебаний. Генератор гармонических колебаний содержит задающий генератор i импульсоВу первый блок 2 задания кодов, второй блок 3 задания кодов, первый делитель 4 с переменным коэффициентом деления (ДПКД) , второй делитель 5 с переменным коэффициентом деления(ДПиД ), первый генератор функций Уолща 6, второй генератор функций Уолша 7, первый блок 8 аналоговых ключей 8, второй блок 9 аналоговых ключей, первый преобразователь 10 код-напряжение, второй преобразователь II код-напряжение, первый блок 12 задания весовых коэффициентов, второй блок 13 задания весовых коэффициентов, третий блок 14 3 аналоговых ключей, четвертый блок 15 аналоговых ключей, третий блок 16 задания весовых коэффициентов,четвер тый блок 17 задания весовых коэффици ентов, сумматор.18, первый аналоговы инвертор 19, второй аналоговый инвер тор 20. Генератор гармонических колебаний работает следующим образом. Выходной сигнал формируется в соответствии со следующим математическим преобразованием. 5in(uJ + fi | sihcyt cosS tfsinSJtcosWi (- где ы и 5 - частоты, изменяющиеся с различной дискретность (например, через 1 Гц и 0,1 Гц соответственно) Сигналы получают на основе аппрок симации по ортогональной системе фун ций Уолша. Например, составляющая функция i CoSuJt определяется t1.W1(t) 005 wt где b,k -коэффициенты ряда Фурье-Уолш С задающего генератора 1 импульсов импульсы с частотой поступают на первый и второй ДПКД 4 и 5, значения коэффициентов деления которых выставляются с помощью первого и второго блоков 2 и 3 задания кодов. В первом и втором генераторах 6 и 7 функций.Уолща формируются сигналы функций Уолша, которые поступают на управляющие входы первого и второго блоков 8 и 9 аналоговых ключей, на соответствующие опорные входы которых поступают прямой и инверсный сигналы с входа и выхода первого и второго аналоговых инверторов 19 и 20. Выходы первого и второго блоков 2 и 3 задания кодов подключены к входам первого и второго аналоговых инверторов 19 и 20 через соответст венно первый и второй преобразователи 10 и 11 код-напряжение. Это позволяет ввести частотную зависимость опорных напряжений, поступающих в первый и второй блоки аналого вых ключей, ЧТО улучшает: точность аппроксимации выходного сигнала, реализуемого в виде двух синусоид, поступающих соответственно на трети 034 и четвертый блоки анадогоных KJii-vчей 14 и 15. Повьшение точности аппроксимации достигается путем реализации состанляющих, определяемых выражением п SinuJ-tKuJ (t) , (31 которые соответствуют интегрированию выражения( 2 ). Частотная зависимость коэффициентов при функциях Уолша в выражении (3) реализуется путем введения частотно зависимых опорных напряжений в первый и второй блоки аналоговых ключей. На управляющие входы третьего и четвертого блоков аналоговых ключей 14 и 15с выходов соответственно второго и первого генераторов функций Уолша 7 и 6 поступают сигналы, соответствующие функциям Уолща. При этом осуществляется перемножение двух функций в соответствии с выражением SinouicosSlt SinW-t b W (t)+b W (t)f... ...(-t)(4-) В результате умножение функций sinujt заменяется умножением . sinut - VW1(i) сложением полученных произведений с учетом весовых коэфс{)ициентов. Поскольку Wk(tj принимает значения либо +1, лиОс) -, то умножение заменяется сложением. При умножении на -1 аналоговый сигнал поступает на опорные входы первого и второго блоков аналоговых ключей с выхода соответствующего аналогового инвертора. Сигналы с выходе- третьего и четвертого блоков аналоговых ключей поступают на соответственно третий и четвертый блоки задания весовых коэффициентов, а затем поступают на сумматор 18, на выходе которого формируется сигнал sin(ui+ + fl)t. Таким образом по сравнению с известным устройством при ТОГ.1 же числе каналов в блоках аналоговых ключей достигается более точное пр 1ближение выходного сиганала к гармонической функции и повышается точнос-Гт. установки частоты гармонических ко.-. баний при использовании изобретении.

t Kl «v

LJ

El-J

4:

tf ТтТ

1

Ч

4J

ГЕНЕРАТОР ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЖБАНИЙ, содержащий последовательно соединенные задающий генератор импульсов, первый делитель частоты с переменным коэффициентом деления ,, первый генератор функции Уолша, первый блок аналоговых ключей и первый блок задания весовых коэффициентов, последовательно соединенные второй генератор функции Уолша, второй блок аналоговых ключей, второй блок задания весовых коэффициентов, а также первый аналоговый инвертор, вход и выход которого подключены к соответствующим опорным входам первого блока аналоговых ключей, а также первый блок задания кодов, выход которого подключен к управляющему входу первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности установки частоты гар-монических колебаний,в него введены первый преобразователь код-напряжение, последовательно соединенные второй блок задания кодов, второй преобразователь код-напряжение и второй аналоговый инвертор, последовательно соединенные третий блок аналоговых ключей и третий блок задания весовьрс коэффициентов, последовательно соединенные четвертый блок аналоговых ключей и четвертый блок задания весовых коэффициентов, второй делитель частоты с переменным коэффициентом деления, а также сумматор, входы которого подключены к выходам третьего и четвертого блоков задания весовых коэффициентов, при этом к выходу задающего генератора импульсов подключен сигнальный вход второго делители частоты с переменным коэффициентом деления, выход кото(Л рого соединен с входом второго генератора функций Уолша, а управляюпщй вход соединен с вторым блоком задания кодов, вход и выход второго ана|логового инвертора подключены к.соответствующим опорным входам второго блока аналоговых ключей,выход первого блока задания весовых коэффициентов (О соединен с сигнальным входом третьеИииА го блока аналоговых ключей, управляоо о со ющие входы которого соединены с соответствующими выходами второго генератора функций Уолща, выход второго блока задания весовых коэффициентов соединен с сигнальным входом четвертого блока аналоговых ключей, управляющие входы которого подключены к соответствующим выходам первого генератора функций Уолша, а выход первого блока задания кодов подключен к входу первого преобразователя код-напряжение, выход которого соединен с входом первого аналогового инвертора.