Генератор сигналов специальной формы Советский патент 1979 года по МПК H03K4/08 

Изобретение относится к области радиотехники, связанной с одновременным генерированием электрических сигналов треугольной, прямоугольной и синусоидальной форм как в непрерывном режиме, так и в режиме внешнего запуска. Возможность установки начальной фазы колебаний и генерация отдельного импульса или ограниченного числа имнульсов существенно расширяет область применения подобных генераторов. Они могут использоваться как источники испытательных сигналов при исследовании широкого класса автоматических и радиотехнических систем и их моделей, для формирования частотных кодов и различных импульсных последовательностей.

Известен генератор сигналов специальной формы, содержащий интегратор, релейный гистерезисный элемент и переключатель, образующие замкнутый контур, блок управления частотой, вход которого нодключен к клемме источника управляющих сигналов, а парафазные выходы - к входу переключателя, точка соединения выхода которого и входа интегратора через первый диод, блокирующий усилитель и первый резистор подключена к выходу интегратора, вход блокирующего усилителя через второй резистор подключен к движку потенциометра уровня зануска - остановки, а через второй диод - к одному из выходов блока зануска, один вход которого нодключен к переключателю режимов работы, а другой вход - к клемме источника запускающего сигнала.

Однако для такого устройства характерны длительный процесс установки начальной фазы колебаний, а также недостаточный частотный диапазон и неточность работы устройства в режиме внешнего запуска, связанная с запаздыванием остановки колебаний.

Целью изобретения является расширение частотного диапазона нри одновременном повышении точности работы.

Для достижения цели в генератор введены устройство с односторонней проводимостью, дополнительный резистор, делитель на резисторах и компаратор, выход которого соединен с блоком запуска, а вход - с общей точкой соединения резисторов делителя, включенного между входом релейного гистерезисного элемента и движком потенциометра уровня запуска - остановки, при этом устройство с односторонней проводимостью включено между одним из иарафазных выходов блока управления частотой и точкой соединения выхода блокирующего усилителя и дополнительного резистора,

включенного последовательно с первым диодом.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемого генератора; на фиг. 2 даны временные диаграммы его работы.

Генератор содержит замкнутый контур из последовательно включенных интегратора 1, релейного гистерезисного элемента 2 и переключателя 3, который связан с парафазными выходами блока 4 управления частотой, вход которого подключен к клемме 5 источника управляюш,его сигнала. Последовательно и параллельно интегратору 1 подключены функциональный преобразователь 6 и через резистор 7 блокирующий усилитель 8, к выходу которого подсоединен диод 9, а к входу через резистор 10 - потенциометр И уровня запуска - остановки и через диод 12 - один из выходов блока 13 запуска, с которым соединен переключатель 14 режимов работы. Между одним из парафазных выходов блока 4 управления частотой и выходом блокирующего усилителя 8 включено устройство 15 с односторонней проводимостью. Последовательно с диодом 9 включен резистор 16.

Между выходом интегратора 1 и движком потенциометра И включен делитель на резисторах 17 и 18, общая точка которых соединена с входом компаратора 19. Выход компаратора связан с блоком 13 запуска, другой выход которого соединен с входом релейного гистерезисного элемента 2. Клеммы 20, 21 и 22 - соответственно, первый, второй и третий выходы устройства, а клемма 23 - клемма источника запускающего сигнала.

Генератор работает следующим образом. Режим непрерывной генерации устанавливается переключателем 14 режимов работы. При этом на выходе блока 13 запуска устанавливается потенциал, не зависящий от наличия или отсутствия сигнала на ее входе, который запирает блокирующий усилитель. При запертом блокирующем усилителе 8 диод 9 на его выходе оказывается смещенным в обратном направлении, и на вход интегратора 1 поступают разнополярные импульсы тока с блока 4 управления частотой. В замкнутом контуре из последовательно включенных интегратора 1, релейного гистерезисного элемента 2 и переключателя 3 устанавливаются устойчивые автоколебания, которые на выходе интегратора 1 (клемма 21) имеют треугольную форму, а на выходе релейного гистерезисного элемента 2 (клемма 20) - прямоугольную, на выходе функционального преобразователя 6 (клемма 22) образуется сигнал сину соидальной формы. Частота колебаний устанавливается управляющим сигналом, поступающим на клемму 5 входа блока 4 управления частотой.

Режим внешнего запуска разделяется на два: режим запуска длинным импульсом и

режим запуска короткими импульсами, каждый из которых устанавливается переключателем 14 режимов работы. В схеме запуска промежуток между двумя короткими импульсами заполняется длинным импульсом, поэтому достаточно рассмотреть работу всего генератора в режиме внешнего запуска, длинным импульсом.

С помощью потенциометра И уровня запуска - остановки устанавливается уровень /8 (фиг. 2), определяющий уровень, с которого начинается и на котором прекращается генерирование колебаний - Ui. При включении устройства в любом из режимов или при переключении его в один из режимов внешнего запуска блоком 13 запуска в момент ti формируется установочный импульс Ujci, подаваемый на вход релейного гистерезисного элемента 2, в результате чего последний занимает заданное состояние. Этот установочный импульс воздействует также на основной канал блока 13 запуска и при отсутствии запускающего импульса f/3 на клемме 23 на ее выходе устанавливается нулевой потенциал Ug. В результате начинается процесс установки уровня запуска - остановки. Характер этого процесса зависит от величины напряжения на выходе интегратора 1 в момент ti. В случае, если напряжение превышает уровень запуска - остановки - Ui, то происходит его форсированная установка за время Ati током, вытекающим из блокирующего усилителя 8, так как в течение этого промежутка блокирующий усилитель оказывается открытым. Через устройство 15 с односторонней проводимостью на выходе блока 4 управления частотой, к которому оно подключено, устанавливается потенциал, запирающий ключ переключателя 3. Таким образом, на вход интегратора 1 не поступает ток, противоположный току из блокирующего усилителя 8. В случае, если напряжение на выходе интегратора 1 в момент ti ниже уровня запуска - остановки Us, то его установка осуществляется током, вытекающим из блока 4 управления частотой за промежуток времени At, так как в течение этого промежутка блокирующий усилитель 8 заперт. При запертом блокирующем усилителе 8 переключатель 14 находится в непроводящем состоянии и не воздействует на выход блок 4 управления частотой, к которому оно подключено.

По достижении напряжением Ui уровня запуска - остановки - t/i в замкнутом контуре, образованном интегратором 1, блокирующим усилителем 8, резистором 16 и диодом 9, устанавливается динамическое равновесие, характеризующееся неизменностью потенциала - Ui на выходе интегратора 1. При подаче запускающего импульса /з в момент tz блокирующий усилитель 8 запирается, и генератор начинает генерирование колебаний. Условием для прекращения колебаний является снятие запускаюи его импульса t/3 в момент ts и появление импульса f/15 с компаратора 19 в момент 4- В этот момент на выходе блока запуска устанавливается нулевой потенциал и устройство оказывается подготовленным к остановке. Остановка происходит в момент ts, когда напряжение f/e на входе блокирующего усилителя оказывается равным нулю, так как Ui становится равным - Us. Это является условием установления динамического равновесия в замкнутом контуре, образованном интегратором 1, блокирующим усилителем 8, резистором 16 и диодом 9, которые характеризуются неизменностью потенциала на выходе интегратора 1.

Воздействие установочного импульса f/уст на вход релейного гистерезисного элемента 2 и основной канал блока 13 запуска существенно уменьщает время на установку уровня, с которого начинается генерирование колебаний и который может быть определен как начальная фаза колебаний. Использование сигнала с компаратора 19 для упрощения блоком 13 запуска позволяет повысить точность работы генератора в режиме внещнего запуска, так как остановка генерирования на заданном уровне без срыва колебаний происходит за минимально возможное время после снятия запускающего импульса с клеммы 23.

Введение устройства 15 с односторонней проводимостью, через которое при открытом блокирующем усилителе 8 устанавливается на выходе блока 4 управления частотой потенциал, запирающий переключатель 3, делает возможным остановку колебаний в диапазоне высоких частот. Введение резистора 16 между выходом блокирующего усилителя 8 и диодом 9 исключает колебательность на уровне запуска - остановки генератора при прекращении его колебаний.

Формула изобретения

Генератор сигналов специальной формы, содержащий интегратор, релейный гистерезисный элемент и переключатель, образующие замкнутый контур, блок управления частотой, вход которого подключен к клемме

источника управляющих сигналов, а парафазные выходы - к входу переключателя, точка соединения выхода которого и входа интегратора через первый диод, блокирующий усилитель и первый резистор подключена к выходу интегратора, вход блокирующего усилителя через второй резистор переключен к движку потенциометра уровня запуска - остановки, а через второй диод - к одному из выходов блока запуска, один

вход которого подключен к переключателю режимов работы, а другой вход - к клемме источника запускающего сигнала, отличающийся тем, что, с целью расщирения частотного диапазона при одновременном

повыщении точности работы, в него введены устройство с односторонней проводимостью, дополнительный резистор, делитель на резисторах и компаратор, выход которого соединен с блоком запуска, а вход - с общей

точкой соединения резисторов делителя, включенного между входом релейного гистерезисного элемента и движком потенциометра уровня запуска - остановки, при этом устройство с односторонней проводимостью включено между одним из парафазных выходов блока управления частотой и точкой соединения выхода блокирующего усилителя и дополнительного резистора, включенного последовательно с первым дио дом.