Управляемый генератор Советский патент 1984 года по МПК H03K3/00 

Изобретение относится к управляемым генераторам, частота которых перестраивается напряжением или током и предназначено для использования в системах автоподстройки частоты, а также в частных датчиках систем конт роля и управления. Известны управляемые напряжением или током генераторы, содержащие интегратор, компаратор, селектор и формирователь дозированного заряда СП . Недостатком данных генераторов является влияние тактовой частоты на выходной сигнал. Наиболееблизкий к предлагаемому управляемый генератор содержит замк тую цепь из последовательно вклю.ченных интегратора и компаратора, последовательно включенных селектора .тактируемый триггер) и формирователя дозированного заряда, причем первый и второй входы интеграто ра соответственно связаны с входом устройства и с выходом формирователя дозированного заряда, первый и йторой входы селектора (управляющий и тактовый входы триЬгера) подключе соответственно к выходу компаратора и к тактовому входу устройства, а выход селектора является выходом устройства Г2 . Однако известному управляемому генератору свойственна синхрониза-/ ция выходной и тактовой частот в отдельных точках характеристики управления генератора. В указанных точках наблюдается явление, подобно так называемому захвату в автоколебательных системах, работающих на близких частотах. Данное явление вы зьшает ошибку, обусловленную тем, что при изменении управляющего нап жения (или тока) вблизи этой точки выходная частота генератора не меня ется. При работе генератора в много частотных системах управления количество особых точек и величина указанной ошибки существенно возрастаю Цель изобретения - повышение точ ности управления. Поставленная цель достигается тем, что в управляемый генератор, содержащий замкнутую цепь из последовательно включенйых генератора. компаратора, селектора и формироват ля дозированного заряда, причем второй вход интегратора соединен.с щиной управления, второй вход селек тора подключен к тчШЮвой шине, введен генератор переменного напряжения, выход которого подключен к дополнительному входу элемента замкнутой цепи. В качестве дополнительного входа элемента замкнутой цепи может быть использован вход компаратора. Кроме того, в качестве дополнительного входа элемента замкнутой цепи может быть использован вход интегратора, В качестве генератора переменного напряжения может быть использован генератор щума. На фиг.1 и 2 приведены структурные схемы вариантов управляемого генератора; на фиг. 3 и 4 - диаграммы, поясняющие их работу. Управляемый генератор содержит замкнутую цепь из последовательно включенных интегратора 1, компаратора 2, селектора 3 и формирователя 4 дозированного заряда, а также генерато-ря 5 переменного напряжения или шума. Выход формирователя 4 подключен к второму входу интегратора 1, выход генератора 5 связан с дополнительным входом компаратора 2. В варианте, изображенном на фиг.1,, формирователь 4 выполнен на базе источника 6 тока, выход которого коммутируется переключателем 7, а функции селектора 3 вьшолняет тактируемый триггер. На. фиг.3 эпюрой 8 показаны импульсы тактовой частоты устройства, на эпюре 9 условно показано выходное напряжение генератора 5, на эпюре 10 приведено изменение выходного сигнала интегратора. 1, а на эпюрах II и I2 показаны соответственно выходные импульсы, компаратора 2 и устройства в целом (выходные импульсы селектора 3) . Управляемый генератор( фиг.1 и 3) работает следующим образом. Под действием управляющего напряжения или тока выходное напряжение интегратора 1 возрастает по пилообразному закону. В момент t, когда данное напряжение достигает величины }+(t, где и - пороговый уровень компаратора 2, а (t - напряжение щума генератора 5, срабатьюает компаратор 2 и своим выходным сигналом подготавливает селектор 3 (тактируемый триггер)к переключению в состояние 1 ближайшим импульсом тактовой частоты. При приходе данного импульса на тактовый вход устройства селектор 3 переключается в состояние 1 и своим выходным сигналом обеспе чивает поступление тока источника 6 через замкнутый переключатель 7 на второй вход интегратора 1. Полярност данного тока противоположна полярности управляющего сигнала, поэтому выходное напряжение интегратора 1 начинает уменьшаеться по пилообразному закону и в момент t-j, когда оно достигнет величины U +(ц), компаратор 2 переключается в исходное состояние, обеспечивая своим вы|ходным сигналом подготовку селектора 3 к переключению в состояние О бли жайшим импульсом тактовой частоты, В момент прихода данного импульса селектор 3 возвращается в исходное состояние и своим выходным потенциалом блокирует дальнейшее поступление выходного сигнала формирователя 4 на второй вход интегратора 1 (в рассмат риваемом варианте это обеспечивается отключением выхода источника 6 от второго входа интегратора и подключением-данного выхода к шине нулевог потенциала), причем выходное напряжение интегратора 1 перестает убывать и вновь возрастает по пилообразному закону, обеспечивая повторе ние описанного цикла управляемого генератора. При этом на выходе селектора 3 формируется последовательность нерав номерно расставленных импульсов, средняя частота повторения которых, аналогично прототипу, пропорциональна отношению величин, подаваемых соо ветственно на первый и второй входы интегратора. Однако, в отличие от прототипа, в предлагаемом варианте устройства интервал между соседними срабатываниями компаратора (моменты t:.) является благодаря введению гене ратора шума случайной величиной, что исключает возможную в прототипе при вязку срабатываний компаратора к мо ментам прихода импульсов тактовой частоты и, соедовательно, возможность паразитной синхронизации выходных импульсов селектора с равноотстоящими друг от друга импульсами какой-либо периодической последовательности. Последнее обеспечивает устранение особых точек управляемог генератора и повышение точности хар теристики управления устройства. Во втором варианте управляемого генератора (фиг. 2 и 4 ) выход генератора 5 подключен к третьему входу интегратора 1. . 4 эпюрой 13 показаны импульсы тактовой частоты устройства, на эпюре 14 условно показано выходное напряжение генератора 5, на эпюре 15 приведено изменение выходного сигнала интегратора 1, а на эпюрах 16 и 17 показаны соответственно выходные сигналы компаратора 2 и селектора 3. При втором варианте исполнения управляемый генератор работает следующим образом. Под действием алгебраической суммы управляющего напряжения (тока) UN, и выходного напряжения источника 6 и„ . и „ « и. j. выходное напряжение п 1 возрастает в моменты t. icrpeilCJpcl 1 .).iuji tj ii4 i iv rjitui когда выходное напряжение интегратора достигает порогового уровня U компаратора 2, последний срабатывает и своим сигналом подготавливает селектор 3 к переключению в состояние 1 ближайшим импульсом тактовой частоты. При поступлении данного импульса на тактовый вход селектора 3, последний переключается в состояние 1 и своим выходным сигналом обеспечивает поступление тока источника 6 через замкнутый переключатель 7 на второй вход интегратора 1. Полярность данного тока, как и в первом варианте управляемого генератора, противоположна полярности управляющего сигнала, поэтому выходное напряжение интегратора 1 уменьшается и в момент t , когда оно достигнет порогового уровня компаратора 2, последний переключается в исходное состояние, обеспечивая подготовку селектора 3 к возврату в исходное состояние ближайп1им импульсом тактовой частоты. Аналогично первому варианту при приходе данного импульса селектор 3 возвращается в состояние О и выключает формирователь 4j причем выходное напряжение интегратора 1 перестает убывать и вновь возрастает. При этом на выходе селектора 3 формируется последовательность неравномерно расставленных импульсов, средняя частота повторения которых пропорциональна среднему значению эквивалентного управляющего сигнала - сумме величин, поступающих на первый и третий входы интегратора 1, а так как амплитуда выходного напряжения генератора 3 неSIвелика no сравнению с U и среднее значение данного напряжения равно нулю, то присутствие переменной составляющей на третьем входе интегратора I не скаэьшается на наклоне характеристики управления устройства Однако наличие данной составляющей 7 обеспечивает сбой возможной паразитной синхронизации срабатьшаний компаратора и моментов прихода импульсов тактовой частоты, т.е. устраняет погрешность особых точек и повьшает точность характеристики управления устройства.

. УПРАВЛЯЕМЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий замкнутую цепь из последовательно включенных интегратора, компаратора, селектора и формирователя дозированного заряда, причем второй вход интегратора соединен с шиной управления, второй вход селектора подключен к тактовой шине, о т .личающийся тем, что, с ) J5 i I ..: ЛКД целью повышения точности управления, в него введен генератор переменного напряжения, выход которого подключен к дополнительному входу элемента замкнутой цепи. 2.Генератор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве дополнительного входа элемента замкнутой цепи использован дополнительный вход компаратора. 3.Генератор по п.1, о т л и чающийся тем, что в качестве дополнительного входа элемента замкнутой цепи использован дополнительный вход интегратора. - 4. Генератор по п.1, о т л и.i чающийся тем, что в качестве (Л С генератора переменного напряжения использован генератор шума. ю со О -vj

L.J...,. L- II j i I iI i I 1 П n ГК n n 1 I t i L П