@ -Генератор Советский патент 1984 года по МПК H03B5/26 

2. RC-генератор, о т л,и ч a ющ и и с я тем, что, с целью уменьшения коэффициента нелинейных искажений, блок с регулируемым коэффициентом передачи содержит управляемый аттенюатор, состоящий из последовательно соединенных по по.стоянному току первого, второго и третьего элементов с регулируемым сопротивлением, а также неинвертируюпщй и инверг тирующий усилители, входы которых объединены и являются управляющим

входом блока с регулируемым коэффициентом передачи, а выходы подключены к управляющим входам соответственно второго и третьего элементов с регулируемым сопротивлением, точка соединения которых является выходом блока с регулируемым коэффици- . ентом передачи, а другой выход первого элемента с регулируемым сопротивлением является входом блока с регулируемым коэффициентом переда чи ,

1.RC -ГЕНЕРАТОР, содержащий дифференциальный усилитель, в цепь положительной обратной связи которого включен мост Вина, отрицательной обратной связи - блок с регулируемым коэффициентом передачи, а также первый Н второй двухполупериодные выпряю1тели, алгебраический сумматор, аттенюатор, источник опорного напряжения и последовательно соединенные блок сравнения и интегратор, при этом выход дифференциального усилителя, подключен также к входу 2 гНКЗЩ первого двухполупериодного выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения коэффициента нелинейных искажений, в него введены регулируемый и нерегулируемый фильтры, входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго двухполупериодных вьтрямит.елей, вьпсод регулируемого фильтра подключен к одному входу алгебраического сумматора, выход нерегулируемого фильтра подключен к входу аттенюатора, выход которого подключен к другому входу алгебраического сумматора, выход которого подключен к одному входу блока сравнения, другой вход которого подключен к выходу (Л источника опорного напряжения, выход с интегратора.подключен к управляющему входу блока с регулируемым коэффициентом передачи, а выход дифферей- S циального усилителя подключен также к входу второ.го дБухполупериодного вьшрямителя. 5 00 О9 |.д а О)

1 . - . Изобретение относится к- радиоизмерительной технике, а точнее к области измерений на низких частотах, и наиболее эффективно может быть использовано для анализа нелинейных искажений высоколинейных усилителей. Известен RC -генератор, содержащий дифференциальный усилитель, в цепь положительной обратной связи которого включен мост Вина, а в цепь отрицательной обратной связи - блок с регулируемым коэффициентом передачи, выход дифференциального усилителя подключен через амплитудный детектор к первому входу сзмматора и через последовательно соединенные первый двзгхполупериодный выпрямитель, первый блок сравнения, другой вход которого подключен к источнику опорного напряжения, и первый интегратор к второму входу сумматора, выход которого подключен к управляющему входу блока.с регулируемым коэффициентом передачи, при этом точка соединения двух плеч моста Вина через последовательно соединенные дополнительньй усилитель, второй двухполупериодный выпрямитель, второ блок сравнения, другой вход которого подключен к выходу первого двух полупериодного выпрямителя, и второй интегратор подключен . к управляющему входу элемента с регулируемым сопротивлением, который включен в одно из плеч моста Вина 1 .

Наиболее близким техническим решением к предложенному является RC -генератор,, содержащий дифференциальный усилитель, в цепь положи-. тельной обратной связи которого включен мост Вина, а в цепь отрицательной обратной связи - блок с регулируемым коэффициентом передачи, а также первый и второй двухполупериодные выпрямители, алгебраический сумматор, аттенюатор, источник опорного напряжения и последовательно соединенные блок сравнения и интегратор, прк этом выход дифференциального усилителя подключен к входу первого двухполупериодного выпрямителя и к входу амплитудного детектора, выход которого подключен к первому входу дополнительного сумматора, второй вход которого подключен к выходу интегратора, а выход дополнительного сумматора - к управляющему входу, блока с регулируемым коэффициенто передачи, выходы источника опорного напряжения - к входам аттенюатора и алгебраического сумматора, другой вход которого подключен к выходу первого двзосполупериодного выпрямителя, а выход алгебраического сум- . матора - к входу второго двухполупериодного выпрямителя, выход которого подключен к одному входу блока сравнения, другой вход которого подключен к выходу аттенюатора 2j .

Однако известные RC -генераторы имеют значительный коэффициент нелинейных искажений.

Цель изобретения - уменьшение коэффициента нелинейных искажений.

С этой целью в RC -генератор, содержащий дифференциальный усилитель, в цепь положительной обратной связи которого включен мост Вина, а в цепь отрицательной обратной связи - блок с регулируемым коэффициентом передачи, а также первый и второй двухполупериодные выпрямители, алгебраический сумматор, атте.нюа тор, источник опорного напряжения и последовательно соединенные блок сравнения и интегратор, при этом выход дифференциального усилителя подключен к входу первого двукполупе риодного выпрямителя, введены регулируемый и нерегулируемый фильтры, входы которых подключены к вьпсодам соответственно первого -и второго двз полупериодных вьшрямителей, выхо регулируемого фильтра - к одному вхо ду алгебраического сумматора, выход нерегулируемого фильтра - к входу аттенюатора, выход которого подключен к другому входу алгебраического сумматора, выход которого подключен к одному входу блока сравнения, другой вход которого йодключен к выходу источника опорного напряжения, выход интегратора - к управляющему входу блока с регулируемым коэффициентом передачи, а выход дифференциального усилителя - к входу второго двухполупериодного выпрямителя, при этом блок с регулируемым коэффициентом передачи содержит управляемый аттенюатор, состоящий из последовательно соединенных по постоянному току первого, второго и третьего, элементов с регулируегдам сопротивлением, а также неинвертирующрй и инвертирующий усилители, входа которых объединены и являются управляющим входом блока с регулируемым коэффици ентом передачи, а выходы подключены к управляющим входам соответственно второго и третьего элементов с регулируемым сопротивлением, точка соединения которых является выходом блока с регулируемым коэффициентом передачи, а другой вывод первого эле мента с регулируемым сопротивлением - входом блока с регулируемым коэффициентом передачи. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема RC -генератора; на фиг. 2 - эпюры, напряжения поясняющие его работу;. . RC -генератор содержит дифференциальный усилитель 1, мост 2 Вина, блок 3 с регулируемым коэффициентом 1 64 передачи, первый и второй двухполупериодные выпрямители 4 и 5, регулируемый 6 и нерегулируемый 7 фильтры, аттенюатор 8, алгебраический еумматор 9, блок 10 сравнения, источник 11 опорного напряжения, интегратор 12, при этом блок 3 с регулируемым коэффициентом передачи содержит инвертирующий 13 и неинвертирующий 14 усилители и управляемый аттенюатор 15, состоявши из первого, второго и третьего элементов с регулируемым сопротивлением, вшолненных на поле« вых транзисторах 16-18. RC -генератор работает следующим образом. Мост 2 Вина имеет на частоте квазирезонанса коэффициент передачи, равный 1/3, поэтому для получения автоколебаний коэффициент передачи дифференциального усилителя Г должен быть больше трех.: После возникновения автоколебаний сигнал с выхода дифференциального усилителя 1 поступает на идентичнь е один другому двухполупериодные,выпрямители 4 и 5, сигналы с которых, имеюгще вид положительных однополярных колоколообраэных; импульсов, поступают на регулируе1Ф1Й 6 и нерегулируемый. 7 фильтры. Постоянная времени регулируемого фильтра 6 больше постоянной времени нерегулируемого фильтра 7 на величину коэффициента передачи аттенюатора 8, ослаблякмцего сигнал с выхода нерегулируемого фильтра 7. Напряжение с выхода регулируемого фильтра 6 имеет характерные для любого вьшрямителя с фильтром .пульсации, которые имеют вид пилообразного напряжения (фиг. 2о|). Амплитуда сигнала с аттенюатора 8 (фиг. 2S ) меньше чем на выходе регулируемого фильтра 6. Затем сигналы с выхода регулируемого фильтра бис выхода аттенюатора 8 поступают на входы алгебраического сумматора 9, в качестве которого используется дифференциальный усилитель, работающий в режиме вычитания сигналов. Регулировка постоянной йремени регулируемого фильтра 6 позволяет выровнять скорости убьшания пилообразного напряжения, при этом достигается почти полная компенсация пуль саций на выходе алгебраического сумматора 9 (фиг. 2Ь), а небольшие положительные выбросы вызваны несколько различающимися процессами заряда конденсаторов регулируемого инерегулируемого фильтров 6 и 7. Напряжение с алгебраического сумматора 9 подается на блок 10 сравнения 10, в котором происходит его сравнение с напряжением установки, поступающим с выходи источника 11 опорного напряжения. Затем сигнал с выхода блока 10 сравнения поступает на интегратор 12, напряжение на выходе которого пропорционально заряду, постзтившему на его вход.с . выхода блока 10.сравнения. Это напряжение прикладывается к входам .ин вертирующего и неинвертирующего уси лителей 13 и 14.. При возможном увеличении выходного напряжения RC -генератора напряжения на выходах алгебраического сумматора 9, блока 10 сравнения и интегратора 12 также повышаются, Тогда потенциал на выходе неинвертирующего, усилителя 14 возрастает, а на выходе инвертирующего,усилителя 13 понижается, что приводит в управляемом аттенюаторе 15 к снижению сопротивления каиала полевого транзистора 18. ,. Таким образом, напряжение синусоидального сигнала, снимаемое со стока полевого транзистора 18 й.при кладываемо.е к инвертирующему входу дифференциального усилителя. 1, повьшзается. При этом амплитуда синусои дельного напряжения на выходе дифференциального усилителя 1 понижает ся. Таким образом, осуществляется стабилизация амплитуды напряжения RC-генератора. Б состоянии, обеспечивающем стабильное выходное напряжение RC -ген ратора, коэффициент передачи управл koro аттенюатора 15, образованного Ьолевыми транзисторами 16-18, долkeH быть равен 1/3. Тогда коэффициент передачи дифференциального ус лителя 1 становится равным 3., затухание, вносимое мостом 2 Вина,.компенсируется, В стационарном состоянии напряжение смещения U подаваемое на полевой транзистор 16, выбирается близким к нулю и такой величины, чтобы потенциалы на затво 1 6 6 pax всех полевых транзисторов 16-18 бьти равны. Такой режим обеспечивает независимость сопротивлений каналов полевых транзисторбв 16-18 от приложенного напряжения с выхода дифференциального усилителя 1 .В предлагаемом устройстве целесообразно исполь.зовать согласованные полевые транзисСтруктура выполнения блока 3 с регулируемым коэффициентом передачи и цепи управления им не только стабилизирует уровень выходного напряжения, но и создает оптимальные условия с точки зрения снижения коэффициента нелинейных искажений (фиг. 2 г ), Минимизации нелинейных искажений добиваются в процессе настройки RC -генератора независимой регулировкой постоянной времени регулируемого фильтра 6 и напряжения смещения на полевом транзисторе 16 управляемого аттенюатора 15. На макете устройства удалось снизить амплитуду пульсаций управляющего напряжения в 40 раз, при этом коэффициент нелинейных искажений составлял величину порядка тысячных долей процента. Технико-экономический эффект предложенного RC -генератора определяется низким уровнем нелинейных искажений сигнала на его выходе в сравнении с известным устройством. Коэффициент нелинейных искажений базового объекта составляет порядка десятых долей процента, а предложенного устройства - порядка тысяч|ных долей процента. Последнее позволит использовать предложенньй ,RC -генератор для настройки высококачественной звуковой аппаратуры, требования к качеству которой постоянно возрастают. В настоящее время нормы на высококачественную звуковую аппаратуру предполагают уровень нелинейных искажений не более 0,04%. Для настройки такой аппаратуры невозможно использовать известное устройство или один ИЗ наиболее линейных промьшшенных генераторов ГЗ-102, имеющий коэффициент гармоник около О.,03%, так как уровень гармоник источника сигнала должен быть на порядок меньше искажений объекта измерения .

Фиг. г