Измерительный генератор регулируемой частоты Советский патент 1976 года по МПК H03B5/00 

1 Изобретение относится к измерительной : технике и может быть использовано в ка1честве прецизионного преобразователяj со;протнвпеяк)а в частоту рааличныск телеметр чесЕВх устройствах,: Т(1апример, в гилрометео рологическшс автоматических станциях. Известгвн -измерительный генератор peryi;лнруемой частоты, содержащий усилитель , с цепью автоматической, регулировки усиле- -; НИН, охваченный петлей обратной связи, в li состав которой входит разделительный кон-, денсатор, подключенный между выходом усилителя и общей точкой соединения управляющего резистора и эталонного резистора, шунтиров;анного конденсатором стабильной ем- кости и параллельный колебательный контур, катушка индуктивности которого размещена на магнитопроводе с первой обмоткой связи. Однако этот генератор отличается сложностью схемы, большим кодичеством элемеНтов, от которых зависит стабильность частоты, а вследствие этого недостаточно высокой точностью измерения. Цель изобретения - повышение точности;, измерения.j Г Достигается эчю тем, а вб М if нитопроводе колебательного контура допоинительио введеиа вторая обмотка связи, ко торая соединена с управляюшнм резистором и включена встречно первой | моткв свявИ один выход которой подключён к TO Kecoil динения эталонного резистора и шуитирую imero конденсатора, при этО обший вывод {упомянутых обмоток связнттподсоедииен к |обшему выводу усилителя, при этом магня4 1топровод колебательного контура выполнен I Iо замкнутым... i На чертеже дана принципиальная алектрическая схема измерительного генератор ;регулируемой частоты. Генератор состоит из усилителя 1, имеК ;Щего два входа 2 и 3, первый из которых i :Предназначен для подачи усиливаемого сиг:нала, а второй - для регулировки коэффи- ; циента усиления. Усилитель охвачен петлей; положительной обратной связи, образованной реактивным контуром 4. Реактивный , контур 4, в свою очередь, состоит ;Из конденсатора 5 и катушки индужтяв иостн 6, намотанной на замкнутом магните зС {пр оводе 7. На этом же магнитопроводе на, иотаны две встречно включенные обмотки связи 8 и 9. Эти обмотюГ подключены одним концом к общей шине корпус а другим : концом - к выходу усилителя 1 соответстве но через управляющий резистор 1О и эталон ный опорный резистор 11. Последний шунтирован конденсатором 12 с высокостабильной емкостью. Для разделения выхода усилите-/ нагрузки по постоянному току уста- / новлён разделительный конденсатор 13. В схеме генератора имеется также цепь автоматической регулировки усиления (АРУ)Г J.4, состоящая из разделительного 15 и |фильтрующего 16 конденсаторов, выпрями-Ц тельного диода 17 и двух резисторов 18 ;И 19. Вход цепи 14 подключен к выходу 2О, усилителя 1, а выход подан на регулирую-/ щий вход 3 этого усилителя. . ; j Работа схемы генератора происходит следующим образом. Усилитель 1, охваченный петлей положительной обратной связи, замкнутой черед реактивный управляемый контур 4, самовозбуждается на частоте, определяемой законом баланса фаз и амплитуд. Частота . самовозбуждения генератора устанавливает-. -ся на таком значении, при котором фазовый |сдвиг по полному контуру, образованному усилителем и цепью обратной связи, равняется 360°. Поскольку фазовый сдвиг в усили -еле 1 равен нулю (или 180°), то результирующий фазовый сдвиг генерируемого сигнала целиком определяется управляемым реактивным контуром 4. В этом .контуре суммарный фазовый сдвиг сигнала ;От выхода 20 усилителя до его входа 2, равный 180°, определяется параметрами резонансного контура 5, 6 с учетом вносимых реактивных добавок, которые трансформируются через обмотки 8 и 9, намотанные на общем сердечнике с катущкой 6. Если .бы не было вносимых реактивных парамет- ipOB из первичной цепи, то генератор возбуждался бь на резонансной частоте контура Э, 6, так как контур на резонансной ч частоте, как известно, имеет чисто активно сопро,тивлени.е и обеспечивает с учетом полярности подключения концов обмотки cffeHr фазы точно на 180°. По первичным обмот;кам 8 и 9 контура протекают два встречных тока, один из которых, протекающий в цепи регулирующего резистора 10, является чисто активным, а другой, вследствие шунтирования резистора 11 конденсатором 12, имеет реактивную составляющую. Магнитные потоки, индуктируемые в общем магнитопроводе 7 контура 4 токами .. о //) ок 8 и 9, вычитаются и, сцепляясь с витками катущки 6, вносят в юэонансный j )контур реактивную составляющую. За счет вносимых иучтервичной цепи изменяется резонансная частота контура 5/ 6, на которую и перестраивае1ч:я генератор. Таким образом, в результате внесе- ; ния в резонансный контур 5. 6 реактивной доставляющей тока, пропорциональной раз-) ности эталонного и управляющего сопротив- j -gjg gj исходит пропорциональный сдвигу генерируемой частоты. Основное достоинство предлагаемого генератора состоит в , том, что за счет встречного включения об- моток 8 и 9 при равенстве управляющего и эталонного сопротивлений разностный ак тивный ток равен нулю, и частота опреде-/ ляется только величиной емкости 5 и па- раметрами резистора 11 и конденсатора 12,. что обуславливает ее высокую стабильность.. Управляющее воздействие, определяющее фазовый сдвиг разностного тока, пропор- , ционально не всей величине резистора 1О, а только приращению величины резистораЮ над величиной опорного эталонного резисто-; ра 11. Благодаря этому отличию, схема го- нератора позволяет сохранить преимущества/ прототипа-больщое приращение частоты при , малом изменении управляющего сопротивле- ния-и достигнуть значительно более высокой ( точности преобразования за счет меньщего j числа елементов, непосредственно влияющих/ на частоту. Влияние на частоту оказывают/ только элементы, входящие в управляемый i реактивный контур 4, - конденсатор 5, индуктивность 6, эталонный резистор 11 и щунтирующий конденсатор 12. Стабильная работа генератора обеспечи- вается при выполнении условия балансаамплитуд при отсутствии в усилителе нелинейных искажений. Баланс амплитуд обеспечивается схемой регулировки усиления 14, которая служит для стабилизации амплиту-, ды генератора на таком уровне, при котором нелинейные искажения отсутствуют. Схема осуществляет выпрямление выходного сигнала ускли1Ч)ля с помощью диода 17 и резистора 18. Конденсатор 15 служит при этом для разделения постоянной и переменной составляющих сигнала на выходе 20 усилителя. Вып)ямлецный ток, проинтегрированный попочкой 16, 19 подается в«качестве сигняла отрицлтолг-,.ной обратной связи па резулирукяши нход 3 усилителя 1. Отрицательная об 1атидя свяоь тю постоянр : му току обе ;печи зв«т cr/iCntлиоацию гтглг1литуд1.) cuiii/i/io ня тробуемо-..f уровно.

g м у ла изобретения ( змерите пьный генератор регулир е мой частоты, содержащийусилитель с цепью автоматической регулировки, усиления, охваченный петлей обратной связи, в состав , которой входит разделительный конденсатор, подключенный между выходом усилителя и общей точкой соединения управляющего ре-, зистора и эталонного резистора, шунтированного конденсатором стабильной емкос1Ч1, и параллельный колебательный контур, катушка индуктивности которого размещена на магнитопроводе с первой обмоткой свя-, аи, отличающийся тем, что,

с целью повышения точности измерения, на магнитопроводе колебательного контура дополнительно размещена вторая обмоткасвязи, котораясоединена с управляющим резистором и включена встречно первой обмотке связи, один вывод которой подключен к точке соединения эталонного резистора и-щунтирующего коьденсатора, при этом общий вывод упомянутых обмоток связи подсоединен к общему выводу усилителя.

2. Генератор по п. 1, о т л и ч а и , что магнитопровод коле- батель11ого контура вьшолнен замкнутым