Генератор инфранизких частот Советский патент 1980 года по МПК H03K13/20 

(54) ГЕНЕРАТОР ИНФРАНИЗКИХ ЧАСТОТ

Изобретение относится к галпульсной технике и может быть использовано для генерирования инфранизких частот. Известен генератор синусоидальных колебаний инфранизкой частоты, содержвший кварцевый генератор, делители частоты с переменным и постоянным коэффициентами деления, двухканальный преобразователь код-аналог и схему управления из Двух вентилей, инвертора, схемы ИЛИ и триг гера, в котором осуществляется формирование аппроксимирующего синусоидальное колебание ступенчатого напряжения после довательно для первого, второго и т. д, четвертей периода выходного напряжения Недостатком такого генератора является значительный аппаратурный объем для получения напряжения с малым коэффициентом нелинейных искажений и невозможность плавного иаменения частоты в диапазоне. Наиболее близютм по технической сущ ности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является генера(тор инфранизких частот, содержащий задающий генератор, кольцевой счетчик из h ячеек, соединенный по тактовому входу с задающим генератором, две группы делителей напряжения, каждая из которых содержит h делителей напряжения, обра3ysfMHX последовательно соединенными резисторами в хнего и нижнего плечей, причем резисторы нижних плеч через диощл соединены с соответствующим выходом кольцевого счетчика, средние точки делителей в каждой группе соединены между собой, а верхние плечи каждой группы делителей содержат по одному резистору, 4жльтр низкой частоты и выходной усилитель 2. Недостатками данного генератора являются значительные нелинейные искажения при малом значении п . Цель изобретения - уменьшение коэффициента нелинейных (искажений. Поставленная цель достигается за счет того, что генератор инфранизких частот, содержащий заданлпий генератор, кольц&748вой счетчик из м ячеек, соединенный по тактовому входу с аадающйг Г генератором, две группы делителей напряжения, каждая иэ которых содержит h делителей напряжения, образуемых последовательно соединенными резисторами верхнего и нижн&го плечай, причем резисторы нижних плечей через диоды соединены с соответсПвующим выходом кольцевого счетчика, средние точки делителей в каждой группе соединены между собой, а верхние пЯечи каждой группы делителей содержат по одному резистору, фильтр низкой частоты и выходной усилитель, снабжен первым к вторым триггером, сумматором четверт ей периода, первым и вторым анапоп выми электронными ключами, сумматором половин периода и аттенюатором, причем первый триггер по счетному входу соединен с последней, ступенью кольцевого счетчика, а его выходы соединены с резисторами верхних плеч обеих групп делителей напряжения, два входа сумматора четвертей периода соединены, соответс-рвенно, со средними точками делителей напряжения обеих групп, а вьхход соединен с первым аналоговьтм электронным ключом и через инвертор со вторым аналоговым aneKTpOHHbnvi ключом, выходьт аналоговых электронных ключей соединены с соответствующими входами суМмаюра половин периода, выход которого череу аттенюатор и фильтр низкой частоты соединен с выходным усилителем, при этом пе вый и второй аналоговые электрсжные ключи по управляющему вхо соединены, соотеетствённо, с первым и вторым выходили второго триггера, соединенного по счетному входу с прямым выходом nef вого триггера, а входы сброса обоих триггеров и кольцевого счетчика через KHOrtKy соединены с шиной сброса. На фиг. Д приведена функциональная предлагаемого устройствам на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства,: Устройство содержит плавно перестраи ваемый по частоте задающий импульсный генератор 1, соединенный с кольцевым счетчиксм 2 из п насыщенных триггеров Две группы 3 и 4 делителей напряжения каждая из которых содержит h делителей напряжения, образуемых последовательно соединеннь&ли резисторами верхнего и ни него плечей 3 и, COOTввтственно, 4 и 4.,.4. причем рэо1 оп 4 зтюторы нижних плечей 3,,,3 и 4 О К шл через диоды 5 .. 5 и, соответственно 6 ..,6 соединены с соответствующим вь одом 2.,2 кольцевого счетчика 2, редние точки делителей соединены между собой, а верхние плечи каждой группы делителей содержат по одному резистору 3 и , первый триггер 7, соединенный по счетному входу с последним выходом 2 кольцевого счетчика 2, с прямым и инверсным выходами которого соединены, соответственно, резисторы gn + i j 4 .верхних плеч делителей, второй триггер 8, соединенный по счетному входу с прямым выходом триггера 7, сумматор 9 четвертей периода, входы которого соединены со средними точками групп 3, 4 делителей напряжения а выход соединен с инвертором 10 и первым аналоговым ключом 11, второй аналоговый ключ 12, соединенный с выходом инвертора 10, effeiMaTop 13 половин периода, входы которого соединены с выходами первого 11 и второго 12 аналоговых эпект ронных ключей, аттенюатор 14, соединенный с выходом сумматора 13 половин периода, пассивный трехзвенный низкочастотный фильтр 15, соединенный с атт&нюаторол 14, и выходной усилитель 16, соединенный с фильтром 15. Устройство работает следующим образом. На вход кольцевого счетчика 2 поступают импульсы от задакзщего генератора 1 (фиг. 2, а). В кольцёвок счетчике 2 в любой момент времени открыта одна из ячеек счетчика. Это означает, что на окном из выходов 2 ... 2 счетчика 2 имеется потенциаЛ, близкий к нулю, а все остальные имеют потенциал, близкий К н1эпряжению питания. Перед началом работы устройство нажатиа кнопки 17 Сброс устанавливает в исходное состояние. При этом выход имеет нулевой потенциал и работает делитель, образованный резисторами 3 и , Первый же после отпускания кнопки Сброс импульс от задающего генфатора 1 закрывает выход 2 и открывает следующий. Дойдя до выхода 2, процесс автоматически повторяется. При поочередном подключении нижних плеч резисторов З,, ,3 для каждого тактового импульса последовательно образуются делители напряжения, составленные из резисторов 3 и З,.,., З и 3 . При этом напряжение на группу 3 делителей поступает с прямого выхода триггера 7 (фиг. 2, б), В следующий период работы кольцевого счетчика 2 последовательно образуются делители напряжения из резисторов 4 и 4 .,,,4 ;и . Питание этих депитепей осущес вляется с инверсного выхода триггера 7, При этом на группу делителей 3 питающ напряжение не поступает. Резисторы З.З и4Ч.. подобраны таким образом, что на средних точках групп 3 и 4 делителей при .поочередном переключении делителей получается ступенчатое напряжение, соот ветствующее изменению; аргументасику соидальной функции от до 90° (фиг. 2 в) и от 90°до 18О° (фиг. 2, г). Ступенчатое напряжение поступает на вход сумматора 9 «етвертей периода, на выходе которого в результате имеется периодически повторяющееся ступенчатое напряжение, соответствующее изменению аргумента генерируемой функции от 0 до 180 (фиг. 2, д). На выходе инвертора 10, работающего от сумматора 9 четвертей периода, имеется сигнал, соответствующий изменению аргумента генерируем функции QT 180° до ЗбО (фиг. 2, е). v /. - . С помощью аналогс ых электронных ключей 11 и 12, управляемых триггером 8 (фиг. 2, ж), на вход сумматора 13 половин периода поочередно подключаются сигналы, соответствующие изменению аргумента генерируемой функции от до и от 180 до . В результате на выходе сумматора 13 имеется ступенчатое напряжение, аппроксимирующее генерируемое синусоидальное напряжение (фиг. 2, з) Посредством аттенюатора 14 устанавливается требуемый уровень выходного сигнала устройства, затем напряжение сглаживается фильтром 15 низкой частоты и усиливается выходным усилителем 16. Форму па из о б р е т е я и я Генератор инфранизких частот, содержащий задающий генератор, кольцевой счетчик из п ячеек, соединенный по тактовому входу с задающим генератором. две группы делителей напряжения, каждая из которых содержит п делителей напряжения, образуемых последовательно соединенными резисторами верхнего и нижнего плечей, причем резисторы нижних плечей через диоды соединены с соот ветствукицим выходом кольцевого счетчика, средние точки делителей в каждой группе соединены между собой, а верхние плечи каждой группы делителей содержат по одному резистору, фильтр низкой частоты и выходной усилитель, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения коэффициента нелинейных искажений, он снабжен первым и вторым трйг- гером, сумматором четвертей периода, первым и вторьа аналоговыми электронными ключами, сз мматором половин период да к аттенюатором, причем первый триггер по счетксялу входу соединен с последней ступенью кольцевого счетчика, а его выходы соединены с резисторами верхних плеч обеих групп делителей напряжения, два Ёхода сумматора четвертей периода соединеныJ соответственно, со среднт ти точками делителей напряжения обеих групп, а выход соединен с первым аналоговым электронным ключом и через инвертор со вторым аналоговым электронным ключом, выходы аналоговых электронных ключей соединены с соотёетствующими входами сумматора периода, выход которого через аттенюатор и фильтр низкой частоты соединен с выходным усилителем, при этом первый и второй аналоговые электронные ключи по управляющему входу соединены, соответственно, с первым н вторым выходами второго триггера, соединенного по счетному входу с прямым выходом первого триггера, а входы сброса обоих триггеров и кольцевого счетчика через кнопку соединены с шиной сброса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР NO 262988, кл. Q О5 В 23/О2, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР NO ЗО5551, кл. Н ОЗ В 19/ОО, 1967.

9ui.i

а

S