Двухфазный генератор гармонических колебаний Советский патент 1985 года по МПК H03B27/00 

.1 Изобретение относится к технике генерирования многофазных гармонических электрических колебаний и может быть использовано в различных электро- и радиотехнических устройствах как источник сдвинутых по фа зе на 90 двух гармонических колебаний. Целью изобретения является повышение точности регулирования часто выходных колебаний в линейной зависимости от значения управляющего напряжения. На фиг,1 представлена структурная электрическая схема двухфазного генератора гармонических колебаний| на фиг,2 - временные диаграммы поясняющие его работу. Генератор содержит суммирующий усилитель-инвертор 1, первый и второй интегрирующие усилители 2 и 3, перестраиваемый аттенюатор 4, пер вый и второй делители 5 и 6 напряж ния, первый и второй двухпозиционные переключатели 7 и 8, источник 9 управляющего напряжения, формирователь 10 управляющих импульсов, состоящий из задатчика 11 треугольного напряжения и амплитудного компаратора 12, при этом первый делитель 5 напряжения состоит из резисторов 13 и 14, второй делитель 6 напряжения - из резисторов 15 и 16 а также синфазный и квадратурный выходы 17 и 18. Генератор работает следующим об разом. В нижнем положении двухпозиционных переключателей 7 и 8 на вы ходах 17 и 18 генератора вырабатываются соответственно колебания .. Tt , ч и„ U.sinuJt и U,)t,(1 где 0 - амплитудное значение напряжений и и,5 tj - круговая частота; t - время. В верхнем положении двухпозицио ных переключателей 7 и 8 напряжения на выходах 17 и 18 соответстве но равны U,,Si«Mu)t и (г) U,J-Urt,CwhJt, где п 8 - сопротивления соответственно резисторов 13-16, причем R,j RU и R R, В -нижнем и верхнем положениях двухпозиционных переключателей 7 и 8 напряжения на выходах 17 и 18 имеют чисто синусоидальную форму. Однако в предлагаемом устройстве двухпозиционные переключатели 7 и 8 не остаются в статических условиях, т.е. в верхнем или нижнем положении, а коммутируются с частотой f Пи)/2ТГ импульсами (фиг.2S) ,формируемыми амплитудным компаратором 12 в моменты равенства .треугольного и управляющего напряжений соответственно задатчика 11 и источника 9 (фиг.2й,й). При этбм на выходах генератора вырабатываются колебания (например, для выхода 17 на фиг.21), форма которых складывается из кусочков синусоид Ul,j и VIT для выхода 17 и и для выхода 18. Так, например, на выходе 17 в течение времени Т (фиг.2) формируется напряжение UL , а в течение времени tj - напряжение UJ Заметим, что мгновенное значение напряжения в конце тактаt, равно мгновенному значению напряжения U,- в начале такта t. а мгновенное значеtt ( ние и„ в конце такта L равно мгнотГ4-f, венному значению напряжения U начале следующего такта L . Эти напряжения всегда сфазированы так,что если к моменту коммутации, например, напряжение u (u ) на выходе 17 генератора возрастает, то и напряжение u,f (и ) также возрастает и, наоборот, если Uj ( ) в момент коммутации убывает, то и напряжение U.. (IL, ) также убывает. ф колебания Ч,, состоящего из Форма колебания , состоящего из кусочков колебаний u и Ц. , тем ближе к синусоидальной, чем больше частота коммутации f двухпозиционных переключателей 7 и 8 превьшает величину nJ/2(f. Круговая частота Л колебаний на выходах 17 и 18 (для выхода 17 фиг.21.) находится в интервале uJ- И )И определяется выражениемn. niJ где 7, t j - соответственно длительности коммутирующего импульса и паузы между ними f - период повторения импульсов (фиг.2б). Величины t и 1г зависят от соотношения амплитуды треугольного напряжения U и величины управляющего напряжения Uy, а также Т так ,(и.-и,); t,.Xu, Учитывая, чтоТ 1/f, получаем зависимость О, от U-j- и Uy в виде ;2 (п-1) ) Из выражения (5) следует, чтоSJ является линейной функцией Uy при неизменных значениях п, UT ИсО Величина iJ определяется сопротивлением резисторов и емкостями конденсаторов интегрирующих усилителей 2 и 3 (фиг.1). Таким образом, на выходах 17 и 18 генерируются напряжения, U,T ( (.-1)-У (l{t (6 U,, U.4(H-)bM cJtvU,SI.2m,U) где и - амплитуда первой гармоники коммутационной помехи, Величина U тем меньше, чем. больше частота коммутации двухпозиционных переключателей 7 и 8 превьшает величину nuJ/ZTf.Экспериментально установлено, что при f 100 пи)/2ТГ коэффициент нелинейных искажений выходных напряжений генератора, определяемый вкладом гармоник коммутационной помехи, не превьшает 0,2%, т.е. форма выходных колебаний генератора практически мало отличается от синусоидальной. Таким образом, использование в двухфазном генераторе гармонических колебаний дополнительно введенных элементов, а акже ях предложенное включение в схеме гене:ратора позволяет повысить точйость регулирования частоты его выходных напряжений в линейной зависимости от значений управляющего напряжения не менее,чем на порядок..

ДВУХФАЗНЫЙ ГЕНЕРАТОР ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, содержащий первый и второй интегрирующие усилители и источник управляющего напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования частоты выходных колебаний в линейной зависимости от значения управляющего напряжения, в него введены последовательно соединенные перестраиваемый аттенюатор, суммирующий усилитель-инвертор, другой вход которого подключен к выходу второго интегрирующего усилителя, первый делитель напряжения и первый двухпозиционный переключатель, другой вход которого подключен к выходу суммирующего усилителя-инвертора, а выход - к входу первого интегрирующего усилителя,- выход последнего через введенные последовательно соединенные второй делитель напряжений и второй двухпозиционный переключатель, другой вход которого соединен с выходом первого интегрирующего уси§ лителя, подключен к входу второго интегрирующего усилителя, а выход (Л источника управляющего напряжения через введенный формирователь управляющих импульсов подключен к управляющим входам первого и второго двухпозиционных переключателей, при этом выходы суммирующего усилителяинвертора и первого и второго интегрирующих усилителей подключены также к входам перестраиваемого со ел аттенюатора. 00

.

fJf7

Фиг.2