Функциональный генератор Советский патент 1985 года по МПК G06G7/26 

Изобретение относится к аналогецифровой вычислительной технике и предназначено для генерирования периодических переменных напряжений По основному авт. св. 942058 известен функциональный генератор, содержащий задающий генератор им пульсов, счетчик, вход которого сое динен с выходом задающего генератор импульсов, блок памяти, адресные входы которого соединены с разрядными выходами счетчика, дешифратор, входы которого соединены с вых дами блока памяти, m инверторных ячеек, каждая из которых выполнена на трансформаторе, вторичные обмотк трансформаторов инверторных ячеек соединены последовательно, свободные выводы вторичных обмоток трансформаторов -й и т-й инверторных ячеек являются выходами функциональ ного генератора, каждая инверторная ячейка содержит первый и второй /защитные диоды, первую и вторую гру пы транзисторных Ключей на (. ключей каждая, первую и вторую группы из (8-1) диодов каждая, выпрямительный диодный мост и шунтирующий транзисторньй ключ, трансформатор каждой инверторной ячейки имеет дополнительную вторичную обмотку, подключенную к первому и второму входам вьшрямительного диодного моста,первичная обмотка трансформатора каждо инверторной ячейки имеет средний вывод, соединенный с шиной питающего напряжения, и i выводов от каждой половины первичной обмотки, начиная от ее свободного вывода, выводы первой и второй половин первичной обмотки трансформатора, кроме В-х каждой инверторной ячейки, соединены с анодами соответствующих коммутационных диодов первой и второй групп, катоды которых через соответствующие транзисторные ключи первой и второй групп соединены с шиной отрицательного питающего напряжения,С-е выводы,первой и второй половин первичной обмотки трансформатора каждой инверторной ячейки соединены с анодами первого и второго защитньк диодов и через соответствующие транзисторные ключи первой и второй групп с шиной отрицательного питающего напряжения, катоды первого и второго защи;гных диодов соединены с шиной отрицательного питающего напряжения. 4. 2 анодный выход выпрямительного диодного мОста соединен с шиной отрицательного питающего напряжения непосредственно, а катодный вьпсод - че- . рез шунтируюцщй транзисторный ключ, управляющие входы транзисторных ключей первой и второй групп и шунтирующего транзисторного ключа каждой инверторной ячейки соединены с соответствующими выходами дешифратора, причем соотношение Нежду количеством витков втopV чныx обмоток трансформаторов инверторных ячеек соответствует закону геометрической прогрессии со знаменателем, равным (28+1). Алгоритм коммутации ключей в известном устройстве таков, что формируется сразу выходной сигнал, который не требует никаких дальнейших преобразований. Каждое управляющее слово, поступающее на входы ключей, формирует одну из ступеней аппроксимирующей функции, а длительность каждого кванта любого из разрядов равна длительности ступени 1 . Недостатком известного функционального генератора является работа выходного трансформатора ,каждого разряда на низкой частоте, равной вы-. ходной, что приводит к увеличению массы и габаритов трансформаторов. Цель изобретения - снижение массы и габаритов функционального генератора за счет увеличения рабочей частоты трансформаторов. Поставленная цель достигается тем, что функциональный генератор содержит мостовой выпрямитель и . транзисторНо-диодный мостовой инвертор, который подсоединен к выходу мостового выпрямителя, подключенного входами к свободным выводам вторичных обмоток трансформаторов первой и т-й инверторных ячеек, базы транзисторов транзисторно-диодного мостового инвертора соединены с соответствующими выходами дешифратора, а его выход является выходом функционального генератора. На фиг. 1 приведена схема функционального генератора; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу. Функциональный генератор (фиг. 1) содержит последовательно включённые задающий генератор 1 импульсов, счетчик 2, блок 3 памяти и дешифратор 4. К выходам дешифратора 4 подключены инверторные ячейки 5.,- 5, каждая из которых содержит трансфор матор 6 Q перв1гчной обмоткой 7-и вт ричными обмотками 8 и 9, коммутирую щие диоды Ю-,- 10р первой группы, транзисторные ключи 11 11р первой групгц 1, коммутирующие диоды . второй группы, транзисторные ключи 13 второй группы, первый и вто защитные диоды 14 и 15, вьтрямительный диодный мост 16 и шунтиру ющий транзисторный ключ 17. Дополнительными элементами функцио нального генератора являются мостовой вьшрямитель 18 и подключенный к его выходу транзисторно-диодный мостовой инвертор, который вьшолиед на транзисторах 19 - 22 и диодах 23 - 26. Выход мостового инвертора является выходом функционального ге нератора и подключен к нагрузке 27. Генератор работает следующим образом. Алгоритм срабатывания ключей 11. и 13 функционального генератора выбирается таким, чтобы на его выхо де формировался не выходной, как . в известном устройстве, а промежуто ный высокочастотный сигнал, модулированный по заданной ступенчатой функции. При этом период генерируемой функции вдвое меньше периода выходной. Вьшолнение требования четности соотношения длительностей ступени и высокочастотного импульса обеспечивает нормальную работу трансформаторов в каждой инверторной ячейке функционального генератора: в положительный и отрицательный полупериоды не происходит подмагничивания трансформатора 6 из-за неравенства вольт-секундных площадей, а значит, нет паразитных вспле ков по фронтам ступеней. Полученный таким образом сигнал подвергается двухполупериодному выпрямителю (фиг. 2б), а затем инвертированию, заключающемуся в изменении фазы на противоположное значение через каждый полупериод выходной частоты,, в результате формируется выходной сигнал (фиг. 2о(). Повышение рабочей частоты тран.сформаторов приводит к снижению их габаритов и массы. Блок памяти запрограммирован на выработку управляющих слов в параллельном коде с частотой f 2 nmfj,,, где п 1,2,3,...; m - количество ступенек в neprioi де выходного сигнала fgj,- Разрядность слова определяется количеством ключей 11 и 13 во всех разрядах генератора. Под действием управляющего кода во вторичной обмотке 8 генератора формируется высокочастотный ступенчато-модулированный сигнал (фиг.25), которьй затем выпрямляется мостовым выпрямителем 18. Выпрямленный сиг-. нал осуществляет питание мостового инвертора 3-6. Запуск ключей происходит от цифровой схемы функционального генератора, которая вырабаты-вает прямоугольные сигналы с чайтотой выходного сигнала, подаваемые поочередно на базы транзисторов 19 и 22, затем 21 и 20 и т.д. На нагрузке 27 формируется выходной сигнал (фиг. 2ч). Предлагаемый функциональный генератор характеризуется тем, что во всех его узлах используются ключи постоянного тока. Если необходимо увеличить жесткость выходной харак- теристики генератора (малая зависимость величины выходного напряжения от колебания нагрузки), то вместо диодного вьшрямителя 18 целесообразно применить синхронный выпрямитель на транзисторах. П редлагаемый генератор обладает всеми преимуществами известного, при этом снижена масса трансформаторов за счет промежуточного высоко частотного звена и использованы ключи постоянного тока, что onpe-i деляет его технико-экономическую эффективность.

5

м

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР по авт. св. № 942058; отличаю.щ и и с я тем, что, с целью снижения массы и габаритов за счет увеличения рабочей частоты трансформаторов, он содер.жит мостовой вьтрямитель и транзисторно-диодный мостовой инвертор, который подсоединен к выходу мостового выпрямителя , подключенного входами к свободным выводам вторичных обмоток трансформаторов первой и т-й инверторных ячеек, базы транзисторов транзисторно-диодного мостового инвертора соединены с соответствующими выходами дешифратора, а его выход является выходом функционального генератора. сл 4iki 0д 9) СО 4