Генератор синусоидальных колебаний Советский патент 1980 года по МПК H03B3/02 H03B5/26 

(54) геНЕРАТОР СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ Изобретение относится к радиотехнике, а именно, к стабильным генераторам синусоидальных колебаний. Оно может быть использовано в устройствах, где р{5йменшотсй источники стабильного переменного напряжения, в калибраторах переменных напряжений,, в измерительных генераторах. Известен генератор синусоидальных колебаний , содержащий усилитель и вклк ченный в день обратной связи RC-мост, , в одно плечо которого включено регулируемое сопротивление, амплитудный детек тор, подключенный к выходу усилителя, сумматор, последовательно соединенные преобразователь переменного напряжения в постоянное, блок сравнения, к другому входу которого подключен ИСТОШИК ОПОр-1 ного напряжения, и интегратор L.I. Однако известный генератор синусоидальных колебаний имеет недостаточно высокую стабильность амплитуды выходного напряжения, так как RC-генератор для приращений амплитуды колебаний явпя ется инерционным звеном с достаточно большой постоянной времени, и в установившемся режиме быстрые флуктуации напряжения на выходе усилителя за счет инерционности RC-генератора не отрабатываются. Кроме того, известный генератор обладает большими нелинейными искажениями. Цель изобретения - повышение стабильности амплитуды выходного напряжения и уменьшение нелинейных искажений. Для этого в генератор синусоидальных колебаний, содержащий усилитель и включенный в цепь обратной связи RCмост, в одно плечо которого включенорегулируемое сопротивление, амплитудный детектор, подключенный к выходу усилителя, сумматор, последовательно соединенные преобразователь переменного напряжения в постоянное, блок сравнения, к другому входу которого подключен источник опорного напряжения, и интегратор, введен дифференциальный усилитель с цепью отрицательной обратной связи, инвертирующий и неинвертирующий входы которого соответственно через введенные первый п второй делители напр5окения под ключены к выходу усилителя, а выход дифференциального усилителя подключен к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу усилителя, а выход сумматора подключен через введенный усилитель мощности ко входу преобразователяпеременного напряжения в постоянное, при этом управляющие входы регулируемого сопротивления и пер™ вого делителя напряжения подключены к выходу амплитудного детектора, а уп равляющий вход второго делителя напр яжения под1шючен к выходу интегратора. На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного генератора синусоидальных колебаний. Генератор синусоидальных колебаний содержит усилитель 1, НС-мост, состоящий из конденсаторов 2 и 3, резисторов 4, 5 и 6 и регулируемого сопротивления 7, амплитудный детектор 8, делители напряжения 9 и 10, ди4х|)еренциальный усилитель 11, с цепью отрицательной об ратной связи 12, сумматор 13, усилител мощности 14, преобразователь 15 переменного напряжения в посто5шное, блок сравнения 16, интегратор 17 и источник опорного напряжения 18. Генератор работает следующим образом. Усилитель 1 с ЕС-мостом на входе и предварительной системой стабилиза ции выходного напряжения, включ 1ющей в себя амплитудный детектор 8 и pej-yлируемое сопротивление 7, образует зад ющий генератор (ЗГ), вырабатывающий синусоидальные колебания, амплитуда ко торых задается соотношением сопротивления резистора 6 и регулируемого со противления 7. Это синусоидальное на пряжение подается через сумматор 13 на усилитель мощности 14 и на сигналь ные входы управляемых делителей напря жения 9 и 10, коэффициент деления кото рых зависит от напряжения на их управля щих входах. При одинаковых напряжениях поступающих с выходов амплитудного детектора 8 и интегратора 17, сигнал на выходе диффере шиального усилителя 11 равен нулю, и выходное напр5окение генератора определяется номинальными характеристиками прямого канала. Неста бильность, возникшая в задающем гене- , приведет к появлению р огласования на входе управляемого деителя напряжения 9, Одновременно нестабильность выходного напряжения генератора отрабатывается второй петлей стабилизации путем сравнения преобразованного в преобразователе 15 выходного напряжения с напряжением источника опорного напряжения 18 в блоке сравнения 16. Сигнал рассогласования поступает через интегратор 17 на управляющий вход делителя напряжения 1О. В установившемся режиме выходное напряжение генератора с точностью до ошибки стабилизации пропорционально напряжению источника опорного напряжения 18, причем коэффициент передачи усилителя мощности 14 выбирается таким, чтобы напряжение на вьгходе дифференциального усилителя 11 равнялось нулю, Обычко цепь стабилизации обладает значительной инерционностью и не позволяет отрабатывать быстрые изменения амплитуды колебаний ЗГ. В предлагаемом стабилизаторе уменьшение быстрых флуктуации происходит благодаря тому, что контур местной стабилизации в ЗГ выполняется на основе амплитудного детектора 8, выходное напряжение которого содержит информацию о нестабильности амплитуды за каждый период Поэтому напряжение с этого амплитудного детектора 8, поданное на управляющий вход делителя напряжения 9, мгновенно изменяет его коэффициент передачи так, что на выходе дифференциального усилителя 11 возникает напряжение, равное по амплитуде приращению напряжения ЗГ и обратное по фазе. Тогда в сумматоре 13 нестабильность напряжения ЗГ компенсируется. Естественно, что для полной ком- пенсации необходимо, чтобы изменение .напряжения HQ выходе ди4х|)еренциального усилителя 11 было равно приращению выходного напряжения ЗГ за счет нестабильности. Это достигается выбором равных по модулю и противоположных по знаку коэффициентов передачи по приращению выходного напряжения ЗГ, что практически легко выполняется с помощью регу лировки коэффициента передачи цепи обратной связи 12. Однорременно с повышением стабильности амплитуды происходит я уменьшение нелинейных искажений выходного напряжения генератора. Это объясняется тем, что нединейные искажения, вносимые управляемыми делителями напряжения 9 и 10, выполненными, например, на по