Генератор инфранизких частот Советский патент 1985 года по МПК H03M1/50 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовз но для генерирования синусоидальных колебаний инфранизкой частоты в измерительных устройствах, в приборестроении. Известен генератор синусоидальны колебаний инфранизкой частоты, содерягащий задающий генератор, кольцевой счетчик из п-ячеек, две груп;пы делителей напряжения, фильтр низ кой частоты и выходной усилительCl1 Недостатком устройства является то, что синусоидальные колебания, вырабатываемые им, имеют значительные нелинейные искажения при малом значении. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является генератор инфранизких частот, содержащий задающий генератор, счетчик, группу делителей напряжения, первьп и второй триггеры, первый и второй клю- чи, инвертор, сумматор, аттенюатор, фильтр, усилитель, кнопку, входную шину генератора инфранизких частот и шину сброса, которая через кнопку соединена с установленными входами R первого триггера и счетчика, счет ньй вход которого соединен с задающим генератором, S-вход второго триггера соединен с входом последнего делителя напряжения группы делителей напряжения, первый и второй выходы первого триггера соединены Соответственно с управляемыми входами первого и второго ключей, входы которых соединены через инвертор а выходы подключены соответстренно к первому и второму входу сумматора, низкочастотньй фильтр и усили тель подключены к выходной шине генератора инфранизких частот C2l. Недостатками известного генератора являются значительные нелинейные искажения вырабатываемых колеба ний за счет того, что четверти периода генерируемого колебания, соот ветствующие изменению аргумента синусоидальной функции от О до 90 и от 90 до 180. Формируются разными группами делителей напряжения, из-за неидентичности которых возникает ассиметрия четвертей периода; питание делителей напряжения первой и второй группы осуществляется от разных выходов (прямого и инверсного) триггера, из-за разброса уровней выходного напряжения делители формируют четверги периода с разной амплитудой, что приводит к появлению ступеньки на вершинах генерируемого синусоидального колебания: последним делителем одной группы и первым делителем второй группы формируются равные напряжения, что приводит к нарушению аппроксимации синусоидального напряжения на его вершинах. Целью изобретения является повышение точности работы. Указанная цель достигается тем, что в генератор инфранизких частот, содержащий задающий генератор, счетчик, группу делителей напряжения, первый и второй триггеры, первый И второй кл:эчи, инвертор, сумматор, аттенюатор, низкочастотньй фильтр, усилитель, кнопку, выходную шину генератора инфранизких частот и шину сброса, которая через кнопку соединена с установочными входами первого триггера и счетчика, счетньш вход которого соединен с задающим генератором, S-вход второго триггера соединен с входом последнего делителя напряжения группы делителег; напряжения, первый и второй выходы первого триггера соединены соответственно с управляемыми входами первого и второго ключей, входы которых Соединены между собой через инвертор, а выходы подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого через последовательно соединенные аттенюатор, низкочастотный фильтр и усилитель подключен к выходной шине генератора инфранизких .частот, в него введены дешифратор, а счетчик выполнен реверсивным, при этом входы дешифратора соединены с выходами счетчика, вход управления реверсом которого подключен к первому выходу второго триггера, а выходы дешифратора являются входами группы делителей напряжения, общий выход которых соединен с входом инвертора, первьй вход первого делителя напряжения группы делителей напряжения соединен с R-входом второго триггера, второй выход которого соединен с синхронизирующим входом первого триггера. На фиг. 1 приведена функциональная схема генератора инфранизкой 3 частоты; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы. Генератор инфранизкнх частот содержит задающий генератор 1, счетчик 2, группу делителей 3 напряжения, первый и второй триггеры 4 и 5, первый и второй ключи 6 и 7, инвертор 8 сумматор 9, аттенюатор 10, низкочастотный фильтр 11, усилитель 12, кноп ку 13, выходную шину 14 генератора инфранизких частот и шину 15 сброса которая через кнопку 13 соединена с установочньши входами первого тригге ра 4 и счетчика 2, счетный вход кото рого соединен с задающим генератором 1 . S-вход второго триггера 5 сое динен d входом последнего делителя напряжения группы делителей 3 напряжения, первый и второй выходы первого триггера 4 соединены соответствен но с управляемыми входами первого и второго ключей 6 и 7, входы которых соединены через инвертор 8, а выходы подключены соответственно к первому и второму входу сумматора 9 выход которого через последовательно соединенные аттенюатор 10, низкочастотный фильтр 11 и усилитель 12 подключен к выходной шине 14 генератора инфранизких частот, дешифратор 16, входы которого соединены с выходами счетчика 2, вход управления реверсом которого подключен к первому выходу второго триггера 5, выходы дешифратора являются входами группы делителей 3 напряжения, общий выход которых соединен с входом инвертора 8, первый вход первого делителя напряжения группы делителей 3 напряжения соединен с входом второго триггера 5, выход которого соединен с синхронизирующим входом пер вого триггера 4. Генератор инфранизкой частоты работает следующим образом. На вход реверсивного счетчика 2 поступают импульсы от задающего генератора 1 (фиг. 2а). Состояние реверсивного счетчика 2, зависящее от количества поступивших импульсов, преобразуется двоичным дешифратором 3 в низкий уровень на одном из его выходов. Перед началом работы генератор нажатием кнопки 18 приводится в исходное состояние. При этом устанавливается в нулевое состояние реверсивный счетчик 2 и триггер 4. 89 В результате установки реверсивного счетчика- 2,в нулевое состояние на первом выходе дешифратора 16 появляетс;я нулевой потенциал, который устанавливает в ноль триггер 5 и подключает первый делитель группы делителей 3. Высокий уровень с второго выхода триггера 5 (фиг. 2б) поступает на вход управления реверсом счетчика 2 и. переводит его в режим сложения (прямого счета). После отпускания кнопки 13 сброса, первый импульс с задающего генератора 1 устанавливает счетчик 2 в состояние, которое закрывает пёрвый выход двоичного дешифратора 16 и открывает следующий, тем самым отключается первый и подключается следующий делитель .группы делителей 3 напряжения и т.д. Поочередное подключение делителей производится до появления нулевого уровня на последнем выходе дешифратора 16, которьй устанавливает триггер 5 в единичное состояние. На инверсном выходе триггера 5 появляется низкий уровень (фиг. 2б), который переводит счетчик 2 в режим вычитания (обратного счета). Теперь по каждому тактовому импульсу, поступающему на счетчик 2, дешифратором 16 будет производиться поочередное подключение делителей напряжения группы делителей 3 в обратном порядке до появления низко го уровня на первом выходе дешифратора 16. После чего процесс автоматически повторяется. Питание всей группы делителей 3 напряжения осуществляется от постоянного уровня и,,. Резисторы делителя подобраны таким образом, что на выходе группы делителей 3, при поочередном подключении делителей, получается ступенчатое напряжение, соответствующее изменению аргумента синусоидальной функции от О до 90° во время прямого счета (первого такта работы генератора), и от 90 до 180° во время обратного счета (второго такта работы генератора) реверсивного счетчика 2. В целом же за один цикл, т.е. за два такта работы, на выходе группы делителей напряжения 3 формируется ступенчатое напряжение, соответствующее изменению аргумента генерируемой функции от О до 180 11 (фиг, 2в). На выходе инвертора 8, вход которого непосредственно соединен выходом группы делителей 3, получается сигнал, соответствующий изменению аргумента генерируемой функции от 180 до 360 (фяг. 2г). С помощью аналоговых электронных ключей 6 и 7, управляемых выходными напряжениями с триггера 4 (фиг. 2д), на вход сумматора 9 половин периода поочередно подключаются сигналы, соответствующие изменению генерируемой функции от О до 180 и от 180 до 360°, В результате на выходе сумматора 9 имеется ступенчатое напряжение, аппроксимирующее синусоидальное напряжение (фиг. 2е), Посредством аттенюатора 10 устанавливается требуемьй уровень выходного сигнала генератора, затем напря жение сглаживается фильтром 11 и. 9 усиленное усилителем 12, поступает на выходную шину 14 (фиг. 2ж). Использование реверсивного счетчика и двоичного дешифратора выгодно отличает предлагаемый генератор инфранизкой частоты от известното, так как значительно уменьшаются нелинейные искажения, обусловленные ассиметрией четвертей периода, искажением и неправильной аппроксимацией веригин генерируемого синусоидального напряжения, что увеличивает точность его работы, сокргицается аппаратурный объем за счет применения всего одной группы прецизионных делителей напряжения, при необходимости можно расширить функциональные возможности, например, используя входы предварительной установки реверсивного счетчика, формировать синусоидальные напряжения с заданной начальной фазой.

ГЕНЕРАТОР ИНФРАНИЗКИХ ЧАСТОТ, содержащий задающий генератор, счетчик, группу делителей напряжения, первый и второй триггеры, первый и второй ключи, инвертор, сумматор, аттенюатор, низкочастотный фильтр, усилитель, кнопку, выходную шину генератора инфранизких частот и шину сброса, которая через кнопку соединена с установочными входами первого триггера и счетчика, счетный вход которого соединен с задающим генератором. S-вход второго триггера соединен с входом последнего делителя напряжения группы делителей напряжения, первый и второй вькоды первого триггера соединены соответственно с управляемыми входами первого и второго ключей, входы которых соединены между собой через инвертор, а выходы подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого через последовательно соединенные аттенюатор, низкочастотный фильтр и усилитель подключен к выходной шине генератора инфранизких частот, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы, в него введен дешифратор, а счетчик выполнен реверсивным, при этом входы дешифратора соединены с выходами счетчика, вход управления реверсом которого подключен к перво П му выходу второго триггера, а выходы дешифратора являются входами группы делителей напряжения, общий выход. которых соединен с входом инвертора, первый вход первого делителя напряжения группы делителей напряжения соединен с R-входом второго триггера, второй выход которого соединен с синхронизирующим входом первого триггера.