ГЕНЕРАТОР СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ Советский патент 1973 года по МПК H03B5/26 

1

Изобретение относится к устройствам электронной автоматики и может быть использовано в системах автоматического частотного анализа, работающих в спектре низких и инфранизких частот.

Известен генератор синусоидальных колебаний, содержащий широкополосный усилитель с фазосдвигающей Г-образной RC-цепочкой обратной связи и соединенный с ней инвертор. Последовательная ветвь RC-цепочки состоит из последовательно соединенных конденсатора и резистора.

Недостатком известного генератора является сравнительно узкий динамический диапазон, обусловленный кривизной характеристики нелинейного элемента, который проявляется в нелинейных искажениях генерируемого сигнала и накладывает ограничения на диапазон перекрытия.

Для осуществления плавного и малоинерционного управления частотой автогенератора в предлагаемом генераторе последовательно с резистором последовательной цепи фазосдвигающей цепочки включен дополнительный резистор, являющийся диагональю диодно-мостовой схемы, во вторую диагональ которой через инвертор включен источник управляющего напряжения. При этом каждый выход инвертора подключен к соответствующим вершинам моста через последовательно

соединенные диод и резистор, а все диоды устройства включены согласно относительно выходов инвертора.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого генератора.

Он содержит инвертор , обеспечивающий балансный режим работы диодно-мостовой схемы, фазирующий RC-четырехполюсник, включающий конденсаторы 2 и 3, резисторы

4-8 и диоды 9-14, который совмещен с диодно-мостовой схемой, обеспечивающей два дискретных состояния RC-четырехполюсника в зависимости от полярности импульсов, поступающих с выходов инвертора и открывающих

или закрывающих диоды, усилитель 15, обеспечивающий условия колебательного процесса (баланс амплитуды и фазы).

Сигнал последовательности импульсов с информацией управления, выраженной коэффициентом заполнения К

к

где /С - коэффициент заполнения последовательности импульсов;

Т - период их следования; 1 - длительность импульса, поступает на вход инвертора /, который преобразует входной сигнал в два противофазных. С выходов инвертора противофазные

сигналы через диоды 9-10 и резисторы 5, 6 воздействуют на биполярный днодный ключ, образованный диодами //-14. Противофазность напряжений импульсов на выходе инвертора и симметричность схемы ключа обеспечивают балансный режим ключа по сигналу управления в точках его входа (общая точка включения резистора 4 и диодов 11, 12} и выхода (точка соединенная с усилителем), что соответствует подавлению напряжения управляющих импульсов в этих точках.

При поступлении импульса заполнения, равного по длительности i, на вход инвертора выходные напряжения инвертора соответствуют напряжению включения всех диодов в прямом направлении, что соответствует RC-четырехполюснику, поскольку он включен между выходом усилителя и его входом. Устройство генерирует частоту (Oi, которая може.т быть вычислена по формуле

U), . (если /),

лС

где R - сопротивление резистора 4;

С - емкость каждого из конденсаторов 2

и 3;

- сопротивление каждого из резисторов 7 и 5.

Паузе импульсной последовательности по длительности, равной Т-ti, соответствуют выходные напряжения инвертора, определяющие напряжение закрытого состояния диодов 9-14. Сопротивления этих диодов в открытом состоянии бесконечно малы, а в закрытом - бесконечно велики.

В этом случае устройство генерирует частоту (й2, которая может быть вычислена по формуле

. (если /)

пС

Таким образом, за полный период импульсной последовательности угловое приращение функции генерируемого напряжения фт будет равно сумме углового приращения за время импульса наполнения ф, и углового приращения за время паузы фг-i;,

ср : (0,1 + (В, (Г - О

Поскольку последовательность импульсов непрерывна и высокочастотна, т. е.

Г«

генератор вырабатьшает ступенчатое напряжение со средним значением, равным синусоидальному напряжению с частотой «

а, 4г+(1-)

RC

RCСтупенчатость напряжения генератора определяется спецификой его работы, причем амплитуда ступенек убывает с ростом частоты

последовательности импульсов и в ряде случаев не составляет помехи, так как частотный спектр ступенек находится в области спектра управляющей последовательности импульсов

и, следовательно, может находиться за пределами нолосы пропускания нагрузки генератора, если частота следования импульсов достаточно велика. В том случае, когда требуется «гладкая

кривая, целесообразно использование фильтра, обеспечивающего подавление составляющих спектра управляющей последовательности, включаемого между выходом генератора и нагрузкой.

Если сопротивления диодов 13 и 14, равные R, очень велики, что соответствует частоте, близкой к нулю, второе слагаемое из выражения частоты ш обращается в нуль и формула приобретает вид

а) А:

RC

Этот вариант представляет особый интерес, так как частота в данном случае линейно зависит от коэффициента заполнения импульсной последовательности и при этом обеспечивается максимально возможное изменение частоты генератора, целиком определяемое только диапазоном изменения коэффициента заполнения управляющей последовательности импульсов.

Таким образом, частота генератора, в RCчетырехполюсник которого введены ключи, дискретно изменяющие величины сопротивлений

четырехполюсника, зависит от коэффициента заполнения импульсной последовательности, определяющей состояние ключей.

Предмет изобретения

Генератор синусоидальных колебаний, содержащий широкополосный усилитель с фазосдвигающей Г-образной RC-цепочкой обратной связи, последовательная ветвь которой

состоит из последовательно соединенных конденсатора и резистора, а параллельная ветвь - из параллельно соединенных конденсатора и резистора, и соединенный с упомянутой цепочкой инвертор, отличающийся .тем,

что, с целью осуществления плавного и малоинерционного управления частотой автогенератора, последовательно с резистором последовательной ветви фазосдвигающей цепочки включен дополнительный резистор, являющийся диагональю диодно-мостовой схемы, во вторую диагональ которой через инвертор с симметричным выходом подключен источник управляющего напряжения, при этом каждый выход инвертора подключен к соответствующим верщинам моста через последовательно соединенные диод и резистор, а все упомянутые диоды устройства включены согласно относительно выходов инвертора.

iLfT

IVfJ