Синтезирующий генератор сигналов Советский патент 1987 года по МПК G06G7/28 

Итобри гмчии: от1 ос11тг,я к аятомати- Kti (I вычугглшч льной технике и может б1,1ть игпол1,зова1го для г-енериропания псриолнчегких сигиа.пон различной (Ьори

ГIpeдгтaE..lx н пиле

I . 1-л.1 - Оиических составляющих ря- л.а (J ypjie.

HiMifi итобр(. тения - расширение час- 10ГНОГП 11илппяона воспроияподимых ; ч ГИЛ поп .

На фт г, предсталлена блок-схема С1пгт1 яир юпи го генератора сигналов; на фит ./; - схема умножителя частоты;

на фиг.З - cxtiMa функцио ального пре- 15 пого половине шага квантования

f О л3 i:r )Tt, на фиг.А - схема фачо- сдяиганнцей цепи; на фиг,5 - временЧЬК; ДМ.ЧГрЛМИМ, ,П«ЯСНЯЮ1ЧИе ПрГЛЩИП

умножения часто п-i; на фиг,6 - тоже.

Cum езирхкичий генератор сигналов и.чержнт генератор 1 треугольного :1апря ;ения со скважностью, ратшй .iiiHHHe, riitaroronoe запоминающее , 1 ройство 2, бпсжи формирования гар- NOHH4(fCPcnx сс1ставляющих ряда Фурье ,,..-,3 ,, включающие умножитель час- готы греугсп1 ного напряжения 4, фа- пг.дклглюгиуто цепь 5, два синусных Ь ч1киио 1альных преобразователя 6 и HMXfiiuioii сумматор 7, Умножитель час- I ГЬ А состоит из делителя напряже- .ПК 3,, г- тементоБ кпантовар1ия по урон- .|1 , S . « в J - ц разделителыюго диода I и (f;yHKH,iiOHanj)Horo преобразователя i Г;.1 ма фс.зо,:дЕигающей цени 5 со- . t ко у ктнтонания 9 и нреобра- ож пч Л г рямоугс льного напр) в ( УГольгЮе I 2 ,

( и н ге .и:т):-н иигй генератор сиг налов i . о I л е т г л е д уюиц i м образом,

еиерл гор 1 вырабатывает периоди- гескую поспедовательность импульсов Tivj утольной ib(jpMbi, поступаю1цих на од- и умножителей частоты 4 бло(фиг,5а), Дпительность импульса равна времени, в течение которого Uj.(t больше опорного напряжения с делителя 8, Таким образом, элементы кван20 тоиания 9 формируют прямоугольные им пульсы различной длительности и амплитуды. Например, если напряжение на выходе элемента 9, квантования больше по величине, чем напряжение н

25 В1)1хг)дах остальных элементов 9,,,, ,9 то диоды на выходах элементов 9.,,,,, 9р закрыты и напряжение на входе функпионалыюго преобразователя I 1 равно напряжению ia выходе элемента 9,. В результате на одном входе функционального преобразователя I1 формируется напряжение (t), показанное на фиг.ба. Такое соединение элементов квантования позволяет, исключить накопление погрешностей кван топания входного напряжения. Начальное значение опорного напряжения задается резистором 8 через диод 10. На второй вход функционального

40 преобразователя 11 поступает напряжение генератора 1 Uj.(t), На выходе фун сционального преобразователя 1 1 формируется треугольное напряжение повьш1енной частоты, показанное на

30

ЗЬ

OJ. 3 формирования i-x гармонических 45 .6б, Со средней точки делителя остарпя-яинх ряда Фурье, если номера напряжения 8 формируется постоянное

напряжение , которое поступает на один вход фазосдвигающей цепи 5 и является опорным для ее схемы квантования 9, Умножитель частоты на два не содержит делителя напряжения 8 и схем квантования 9,,.,, 9, а состоит только из функ1шональ- ного преобразователя 11, на один вход которого поступают треугольные импульсы,на второй вход - опорное напряжение 1,/2 с какого-нибудь блока формирования гармонических состоя щих ряда Фурье, Временные диаграммы.

:.( являются простыми числами и иа вх(1д аналогового запоминающего -ст)ОЙС1ва, На выходе аналогового за- . |Ю1че; о С гройства формируется

к T C HHi O(j напряжение 1. , равное но 1 .г,1чине а птлитуде треугольных им- удьсов, которое поступает на вторые ч Х а.; умнож11телей частоты 4 и являет- . .-I онорным для дальнеЙ1ле о преобразо- (.игнаиа. Постоянное напряжение 11одл тс:я на делитель напряжения 8, UiiiojiHe iiiiii.i 5 например, и виде после- ;и г. ггед Mos i иег;очки резисторов, На

пряжения на выходах делителя 8 задают уровни квантования напряжения генератора ,). На одни входы элементов квантования 9 подается напряжение генератора IJj.(t), на вторые - напряжения с В1.1ХОДОВ делителя 8, Когда напряжение генератора U(t) превышает опорное делителя 8 на выходе элемента квантования 9 формируется прямоугольный импульс. Амплитуда этого импульса равна сумме напряжения подаваемого с делителя 8 на вход элемента квантования 9 и напряжения рав(фиг,5а), Дпительность импульса равна времени, в течение которого Uj.(t) больше опорного напряжения с делителя 8, Таким образом, элементы кван0 тоиания 9 формируют прямоугольные импульсы различной длительности и амплитуды. Например, если напряжение на выходе элемента 9, квантования больше по величине, чем напряжение на

5 В1)1хг)дах остальных элементов 9,,,, ,9 ., то диоды на выходах элементов 9.,,,,, 9р закрыты и напряжение на входе функпионалыюго преобразователя I 1 равно напряжению ia выходе элемента 9,. В результате на одном входе функционального преобразователя I1 формируется напряжение (t), показанное на фиг.ба. Такое соединение элементов квантования позволяет, исключить накопление погрешностей кван- топания входного напряжения. Начальное значение опорного напряжения задается резистором 8 через диод 10. На второй вход функционального

0 преобразователя 11 поступает напряжение генератора 1 Uj.(t), На выходе фун сционального преобразователя 1 1 формируется треугольное напряжение повьш1енной частоты, показанное на

0

Ь

.6б, Со средней точки делителя напряжения 8 формируется постоянное

напряжение , которое поступает на один вход фазосдвигающей цепи 5 и является опорным для ее схемы квантования 9, Умножитель частоты на два не содержит делителя напряжения 8 и схем квантования 9,,.,, 9, а состоит только из функ1шональ- ного преобразователя 11, на один вход которого поступают треугольные импульсы,на второй вход - опорное напряжение 1,/2 с какого-нибудь блока формирования гармонических состоящих ряда Фурье, Временные диаграммы.

иллюстрирую1цие получение, улвоеупчп) частоты, показаны на фиг,6 а и S , Так как частота гармоничес а х составляющих блока 3, ранна частоте опорного генератора 1, то он не содержит умножителя частоты. Л/тя получения, например, 6-й гармоники н качестве опорного напряжения целесообразно взять напряжение с выхода умножителя частоты блока 3,; и умножить его частоту на два. Для BOCbMoii гармоники необходим умножитель в блоке 3g на два, а опорный сигнал - с выхода умножителя блока 3. В общем слу4ае, если N можно представить как произведение К-М, то в блоке 3 необходим умножитель частоты на М, а в качестве опорного напряжения целесообразно использовать напряжение с выхода умножителя частоты блока 3,,. При этом необходимо, чтобы амплитуды треугольных импульсов генератора и всех умножителей частоты А были равны. Со средней точки делителя напряжения 8 умножителя 4 на вход фазо- сдвигающей цепи 5 поступает постоянное напряжение , равное половине амплитуды треугольных импульсов, на второй вход фазосдвигающей цепи - треугольное напряжение, Фазосднигаю- щая цепь состоит из схемы квантования 9, преобразователя прямоугольны импульсов в треугольные 12 и показана на фиг,4, В интерпалы времени,когда напряжение ) умножителя частоты превышает по величине постоянное напряжение на выходе схемы квантования 9 формируются прямоугольные импульсы положительной полярности, Преобразователь 12 их преобразует в импульсы треугольной формы с фазовым сдвигом 90, С выводов умножителей частоты 4 и фазосдвигаюпих цепей 5 треугольное напряжение преобразователями треугольного напряжения в гармоническое 6 преобразуется и поступает на сумматор 7,

Таким образом, использование принципа умножения частоты треугольного напряжения с последуюпщм преобразованием в гармоническую:) функцию позволяет расширить частотный диапазон синтезируемых сигналов, который практически не зависит от необходимого количества гармонических функций и определяется частотными возможностями активных базовых элементов и схемами

ир еобразонателя пр я o угольно го н л пряжения в треугольное 12 и треугольного в гармоническое 6.

li о р м у .т а н 3 о б р е т е. н и я

I, Синтезирующий генератор сигналов, содержапшй вмходной сумматор и

группу блоков формирования гармонических составляющих ряда Фурье, каждый из которых содержит два синусных функциональных преобразователя и фа- зосдвигающую цепь, подключенную выходом к входу первого синусного

фу.чкциональног о преобразователя, выходы которых соединены с соответст- в Т€1дими входами выходного сумматора, отличающийся тем, что,

С- целью расширения частотного диапазона воспроизведе 1ия сигналов, в него дополнительно введены генератор треугольного напряжения и аналоговое запоминающее устройство, а каждый из

блоков формирования гармонических составляющих ряда Фурье, начиная с второго блока, содержит умножитель частоты треугольного напряжения, подключенный сигнальным выходом к входу

второго синусного функционального преобразователя и сигнальному входу фазосдвигающей цепи того же блока, выходом опорного напряже 1ия - к опорному входу фазосдвигающей цепи этого

же блока, а опорным входом - к выходу аналогового запоминающего устройства , вход которого соединен с выходом генератора треугольного напряжения, при этом фазосдвигающая цепь первого блока формирования гармонических составляющих ряда Фурье подключена сигнальным входом к входу второго синусного функционального преобразователя того же блока и к

выходу генератора треугольного напряжения, а опорным входом - к выходу опорного напряжеш1я умножителя частоты треугольного напряжения второго блока, причем сигнальные входы умножителей частоты треугольного напряжения, коэ(Лициент умножения в которых является простым числом, соединены с выходом генератора треугольного напряже1шя, а сигнальный вход каждого i-ro из остальных умножителей частоты треугольного напряжения подключен к сигнальному выходу ,1-го умножителя частоты треугольного напряжения (j i) коэффициент умножения которого является наибольшим обпптм делителем коэффициента умножения i-ro умножителя частоты треугольного на- пряжения,

2. Генератор сигналов по п.1, о т- личающийся тем, что каждый умножитель частоты треугольного напряжения содержит группу элементов квантования по уровню, разделительный диод, функциональный преобразователь и делитель напряжения, подключенный входом к опорному входу умножителя частоты треугольного напряжения, пер- вым выходом - к выходу опорного напряжения умножителя частоты треугольного напряжения, вторым выходом через разделительный диод - к первому информационному входу функционально- го преобразователя, а остальными выходами - к первым входам элементов квантования по уровню, вторые входы

которых соединены с сигнальным входом умножителя частоты треугольного напряжения и вторым информационным входом функциональног о преобразователя, а выходы - с первым информационным входом функционального преобразователя, выход которого является сигнальным выходом умножителя частоты треугольного напряжения.

3, Генератор сигналов по п,1, о т- личающийся тем, что каждая из фазосдвигаюпшх цепей содержит элемент квантования по уровню и преобразователь прямоугольного напряжения в треугольное, выход которого является выходом фазосдвигающей цепи, а вход соединен с выходом элемента квантования по уровню, первый и второй входы которой являются опорным и сигнальным входами фазосдвигающей

цепи.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Целью изобретения является расширение частотного диапазона воспроизводимых сигналов. Синтезирующий генератор сигналов содержит генератор 1 треугольного напряжения, аналоговое запоминающее устройство 2, блоки 3, , ...3 формирования гармонических составляющих ряда Фурье, в состав каждого из которых входят умножитель 4 частоты треугольного напряжения, фа- зосдвигающая цепь 5 и два синусных функциональных преобразователя 6 и выходной сумматор 7. Устройство осуществляет умножение частоты треугольного напряжения с последующим преобразованием в гармоническую функцию, что позволяет раапирить частотный диапазон синтезируемых сигналов и обеспечить практическую независимость частотного диапазона от количества гармонических функций. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. (О (Л (() со 00 00 о 00

Ur(t)

Uu(t}

W

Фиг. 2

ur(t)

UKj(t)

348868

Uy(tl

фиг.З

U(pit}

фиг.

Uy(t)n

UKd(t}

t

Редактор И.Сегляник

Составитель С.Казинов

Техред И.Попович Корректор Н.Король

Заказ 3192/50Тираж 670Подписное

ВНИШЩ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4