Генератор синусоидальных колебаний Советский патент 1980 года по МПК H03K3/64 H03K4/00 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и предназначено для использования в качестве источника калибровочного напряжения переменного тока инфранизкой частоты. Известен i-енератор со ступенчатой аппроксимацией синусоидального колебания, содержащий генератор тактовых импульсов, реверсивный счетчик или реверсивный сдвиговый регистр цифроаналоговый преобразователь и источник опортого напряжения 1. Недостаток генератора состоит в пропорциональном увеличении аппаратурных затрат при увеличении количества ступенек аппроксимирующей функции для уменьшения нелинейных искажений выходаого сигнала. Позтому при нелинейных искажениях напряжения менее 3-5% указанные генераторы делаются практически непригодными. Известны также генератор инфранизкой частоты, содержащий последовательно включенные источник опорного напряжения, управляемые ключи и цифроаналоговый преобразователь, а также последовательно включенные генератор тактовых импульсов, первый реверсивный счетчик, дешифратор, рхему ИЛИ и второй реверсивный счетчик, блок логического управления, выходы которого соединены с управляющими вхбдами соответственно первого и второго реверсивных счетчиков и управляемых ключей, причем вход блока логического управления соединен с управляемым выходом дешифратора 2. Недостатком генератора является то, что для снижения нелинейных искажений выходного напряжения необходимо пропорционально увеличить количество выходов дешифратора, а также увеличить разрядность реверсивных счетчиков. Цель . изобретения - улучшение метрологических и зксплуатационных параметров. Поставленная цель достигается тем, что в генератор синусоидальных колебаний, содержащий последовательно соединенные источник опортого напряжения, управляемые ключи и цифроаналоговый преобразователь, а также последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, первый реверсивный счетчик, деишфрагор, элемент ИЛИ и второй реверсивный счетчик, блок логического управления, выходы ко Toporo соединены с управляющими входами со.ответственно первого и второго реверсивного счетчиков и управляемых ключей, причем вход блока логического управления соединен с управляемым выходом дешифратора, введены последовательно включенные арифметическое устройство и регистр памяти, управляемые входы которых соединены с выходами блока логического управления, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактируемому входу регистра памяти, выходы которого соответствен но подключены к первым разрядным входам арифметического устройства и цифровому вхо1ду иифроаналогового преобразователя, а к вторым разрядным входам арифметического устройства подключены соответствующие выходные разряды второго реверсивного счетчика. На фиг. 1 представлена функциональная схема генератора; на фиг. 2 изображена кривая зависимости выходного напряжения генератора от времени на 1./4 периода колебаний, где 11 -tg - моменты перехода аппроксимирующих функций от одного линейного участка к другому; - выходное напряжение генератора синусоидальных колебаний. Генератор содержит источник 1 опорного напряже1шя, ключи 2, цифроаналоговый преобразователь 3, генератор 4 тактовых импульсов, реверсивный счетчик 5, дещифратор 6, элемент ИЛИ 7, реверсивный счетчик 8, блОк 9 логического управления, арифметическое устройство 10, регистр памяти 11. С выходов источника 1 опорного напряжения через ключи 2 напряжения положительной и отрицательной полярности подаются на аналоговый вход цифроаналогового преобразователя 3. С выходагенератора 4 тактовых импулЬсОв тактовые импульсы поступают в реверсивный счетчик 5, который осуществляет прямой счет тактовбгх импульсов в первой и треть ей четвертях и реверсивный счет во второй и четвертой четвертях периода выходного колебания-. Дешифратор 6, подключенный к выходам реверсивного счетчика 5, определяет моменты ti-17 перехода аппроксимирующей функции ,. От ОДНОГО линейного участка к другому, а выходы дешифратора 6 через элемент ИЛИ 7 подключены к счетному входу реверсивного счетчика 8. Дешифратор 6 также определяет нулевое состояние реверсивного счетчика 5, что соответствует, моментам перехода сигнала через ноль Хточка to), и состояние счетчика 5, соответствующее амплитудному значению сигнала (точка ts), необходимые для работы блока 9 логического управления. Выходной код счетчика 8, характеризующий наклон аппроксимирующей функции (дифференциальное приращение), алгебраически складывается в арифметическом устройстве 10 с предьщущим значением сигнала, хранящимся в регистре памяти 11, и результат сложения с выхода арифметического устройства подается на вход регистра памяти 11, где запоминае.тся в течение одного такта. Блок 9 управления устанавливает режим работы счетчиков и арифметического устройства: для счетчика 5 - прямой счет в первой и третьей четвертях периода и реверсивный счетно второй и четвертой четвертях и для счетчика 8 - реверсивный счет в первой и третьей четвертях периода и прямой счет - во второй и четвертой четвертях и для арифметического устройства 10 - арифметическое сложение в первой и третьей четвертях периода, арифметическое вычитание-во второй и четвертой четвертях. В таблице приведена работа регистра И и арифметического устройства 10 при коэффициенте нелинейных искажений 0,8%. Форма выходного напряжения для этого случая показана на фиг. 2. Введение в схему регистра памяти и. арифметического устройства позволило получить генератор с линейно-ступенчатой аппроксимацией синусоидального колебания с неравномерными длительностями линейных участков и снизить нел1шей1гые искажения при одинаковых с известным устройством аппаратурных затратах, что гтозволило улучшить метрологические и эксплуатационные параметры генератора.

Установка 00000000 Устаиов- 111

1

00000111 Реверсив- 111-V

00001110111+

00000111 00001110

ный счет 00010101

OlOlOlOO

12 13 01011010

10011100

24 25 10100001

11000100

32

11011100

38

11101 НО

44

11111000

49

11111110

55

11111110 Прямой 000

57

11111110

55

11111000

49

Формула изобретения

Генератор синусоидальных колебаний, содержащий последовательно соединенные источник опорного напряжения, управляемые ключи и цифроаналоговый преобразователь, а также последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, первый реверсивный счетчик, дешифратор, злемент ИЛИ и второй реверсивный счетчик, блок логического управления, выходы которого соединены с управляющими входами соответственно первого и второго реверсивных счетчиков и управляемьис ключей, причем вход

Продолжение таблицы

01011010 01100000

+10100001

101

+10100110 101

11001000

100

11011111

011

11110000

010-V

+11111001

001

11111110

000

11111110 счет

11111101

001

11110110

010

блока логического управления соединен с управляемым выходом дешифратора, отличающийся тем, что, с целью улучшения метрологических и эксплуатационных параметOров, в него введены последовательно соединенные арифметическое устройство и регистр памяти, управляемые входы которых соединены с выходами блока логического управления, выход генератора тактовых импульсов подключен

5 к тактируемому входу регистра памяти, выходы которого соответственно подключены к первым разрядным входам арифметического устройства и цифровому входу цифроаналогово7746107

го 1ф€юбразоШёЛ«Га ко .вторьГм рНря входам apиф feт№ ecкoro устройства подключены соответствующие выходные разряды второго реверсивного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Смеляков В. В. Цифровая измерительная аппаратура инфранизких частот. М., Энергия, 1975, с. 138, рис. 3-21 (прототип).