Функциональный генератор Советский патент 1987 года по МПК G06G7/26 

Изобретение относится к аналоговой и аналого-цифровой вычислительной технике и может быть использовано для преобразования постоянного напряжения в напряжение переменного тока.

Целью изобретения является упрощение и повьшение точности функционального генератора при комплексной нагрузке.

На чертеже приведена блок-схема функционального генератора.

Функциональный генератор содержит генератор 1 импульсов, счетчик

Цифровая емкость S функционально го генератора (максимальное число, которое может быть синтезировано в 5 генераторе) определяется формулой t,

Р -1

где i - количество источников 5 весовых напряжений; Р - -основание счисления , m - количество разрядов (инверторных ячеек).

Пусть, например, необходимо в какой-либо дискрет времени в течение четверти периода синтезируемого сигнала получить уровень напряжения на выходе генератора 145е с помощью функционального генератора, состоящего из трех инверторных ячеек и запитанного от трех источников 5. Наличие трех источников указывает на основание системы счисления, рав ное . Синтез любого числа Ы,мень

20

2, блок 3 памяти, блок 4 согласующих усилителей, п источников весовых напряжений, инверторные ячейки 6.-6, каждая из которых содержит ключи 7, () переменного тока, трансформаторы , первый 9,-9 и второй 10--10 ключи, первый 11,-11 и второй 12 -12

1 (Т) , m

шунтирующие диоды (обратного тока). При этом соотношение между колич - ством витков вторичных обмоток тран сформаторов инверторных ячеек соответствует закону геометрической прогрессии со знаменателем (2п+1).

Функциональный генератор работает следующим образом.

Импульсы с выхода генератора 1 импульсов с частотой f 4k, где k - количество ступенек в четверти периода воспроизводимой кривой, поступают на счетчик 2, с выхода кото- 35 шего S(), может быть осущест30

роге подаются на адресные входы блока 3 памяти. Последний заранее программируется, например, под синусоиду.

С информационных выходов блока 3 памяти импульсы через блок 4 согласующих усилителей поступают на управляющие входы тех ключей 7, 9 и 10, включение которых обеспечивает заданный уровень напряжения на выходе генератора.

Алгоритм переключения ключей 7, 9 и 10 основан на использовании мновлен по формуле

,t1,±2,t3f7 +(0,-Ll,±2,t3| 7 - +|0,±1,+2,±3/7°,

Выражение (0,+1,+2,±3) означает, что 0 выбирается одно из чисел в скобке. Таким образом, 145 3-7%0-7 -2 7 , код 3,0,(-2).

Например, инверторная ячейка 6 45 реализует старший разряд, т.е. напряжение на ее выходе в 7 раз больше, чем на выходе инверторной ячейки 6д,и в 49 раз больше, чем на выходе ячейки 6 дПР одном и том же гозначной симметричной системы счис- 50 напряжении питания. Далее примем, ления с основанием , +1, +2,...,+ что включение ключей 9п соответствует генерации положительных напряжений, а ключей 10п - генерации отрицательных. С учетом изложенного 55 реализацию кода 3,0,(-2) проводят следующим образом. От блока согла+1. Формирование целых чисел натурального ряда 1, 2,3, ..., I производится путем последовательного подключения источников 5 весовых напряжений в соответствии с натуральным рядом чисел:

сующих усилителей 4 подают отпирающие сигналы: на ключи 7 и 9 сини,

1

1е, Ufe 2е.

сующих усилителей 4 подают отпирающие сигналы: на ключи 7 и 9 сино

где е - напряжение, соответствующее тезируют +147е, на ключи 9« и 10. минимальному уровню, единицу.

принятому за

Смена знака плюс и минус производится чередованием включения ключей 9 или 10 в инверторных ячейках 6. Каждая инверторная ячейка 6 представляет собой определенный разряд счисления с основанием Р. Это достигается тем, что напряжение на вторичных обмотках смежных инвертор- торных ячеек отличается в Р раз.

Цифровая емкость S функционального генератора (максимальное число, которое может быть синтезировано в генераторе) определяется формулой t,

Р -1

где i - количество источников 5 весовых напряжений; Р - -основание счисления , m - количество разрядов (инверторных ячеек).

Пусть, например, необходимо в какой-либо дискрет времени в течение четверти периода синтезируемого сигнала получить уровень напряжения на выходе генератора 145е с помощью функционального генератора, состоящего из трех инверторных ячеек и запитанного от трех источников 5. Наличие трех источников указывает на основание системы счисления, равное . Синтез любого числа Ы,мень

шего S(), может быть осущест

влен по формуле

,t1,±2,t3f7 +(0,-Ll,±2,t3| 7 - +|0,±1,+2,±3/7°,

Выражение (0,+1,+2,±3) означает, ч 0 выбирается одно из чисел в скобке. Таким образом, 145 3-7%0-7 -2 7 , код 3,0,(-2).

Например, инверторная ячейка 6 45 реализует старший разряд, т.е. напряжение на ее выходе в 7 раз больше, чем на выходе инверторной ячейсующих усилителей 4 подают отпирающие сигналы: на ключи 7 и 9 сино

тезируют +147е, на ключи 9« и 10. Ое (закорачивается выход второй ячейки), на ключи.7j и 10 - 2е. В итоге синтезируют уровень 145е.

Рекуперация энергии (протекание обратньт токов нагрузки) через ин- верторные ячейки осуществляется через трансформаторы, диоды 11,, 12- , которые должны облаи

ключи 7

дать двусторонней проводимостью - ключи переменного тока.

Формула изобретени

Функциональный генератор, содержащий генератор импульсов, счетчик, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, блок памяти, адресные входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика,блок согласующих усилителей, входы которого соединены с информационными выходами блока памяти п источников весовых напряжений и m инверторнык ячеек, каждая из которых содержит п ключей переменного тока, трансформатор, первый и второй ключи, включенные между соответствующими крайними выводами первичной обмотки трансформатора я общей

Срставитель А.Маслов Редактор И.Николайчук Техред В.Кадар Корректор О.Луговая

Заказ 7527/52Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, /лiПроектная,4

285494

шиной

я

, fO

f5

20

25

питания, первый и второй шунтирующие диоды, подключенные параллельно соответственно первому и второму ключам, управляющие входы первого и второго ключей и ключей переменного тока каждой инверторной ячейки соединены с соответствующими выходами блока согласующих усилителей, вторичные обмотки трансформаторов инверторных ячеек соединены последовательно, свободные выводы вторичных обмоток трансформаторов первой и га-й инверторных ячеек являются выходами функционального генератора, отл- Ичающийся тем, что,с целью упрощения и повьшения точности при комплексной нагрузке, в нем источники весовых напряжений включены последовательно и согласно, свобод- ный вывод отрицательной полярности первого источника весового напряжения соединен с общей шиной питания, а его вывод положительной полярности и выводы положительной полярности остальных источников весовых напряжений подключены через соответствующие ключи переменного тока каждой инверторной ячейки к среднему выводу первичной обмотки ее трансформатора.

Изобретение относится к аналоговой и аналого-цифровой вычислительной технике и может быть использовано для преобразования постоянного напряжения в напряжение переменного тока. Целью изобретения является упрощение функционального генератора и повьппение точности при комплексной нагрузке. Функциональньй генератор содержит генератор 1 импульсов, счетчик 2, блок 3 памяти, блок 4 согласующих усилителей, п источников весовых напряжений 5,-5, га инверторных ячеек 6 ,-6, содержащих ключи переменного тока 7,,-7 , трансформаторы 8.-8 первый 9 9 и второй ключи, первый 11, второй 12 ,-12 шунтирую- гцие диоды (обратного тока) . Поставленная цель достигается благодаря новым связям между элементами и использованию ключей переменного тока для коммутации источников весовых . напряжений. Коммутация ключей производится по алгоритму, основанному на использовании многозначной симметричной системы счисления. 1 ил. С 5 гг ЦжЯ Д| г -г . Of шп fTf f Тт 1 т т т I т т. rrf т т т f :::ттт f