Цифровой генератор инфранизкойчАСТОТы Советский патент 1981 года по МПК H03K3/80 

I

Изобретение относится к импульсной технике, а именно, к генераторам синусоидальных колебаний инфранизкой частоты.

Известен цифровой генератор инфранизкой частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, счетчик, управляемый делитель напряжения и переключатель полярноети 1.

Однако такой генератор не позволяет изменять частоту выходного синусоидального сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому является цифровой генератор инфранизкой час тоты, содержащий генератор тактовых импульсов, реверсивный счетчик, управляемый делитель напряжения, переключатель полярности и схему уменьшения коэффициента гармоник выходного сигнала, содержащую триггер, два коммутатора, четыре дещифратора и элемент ИЛИ. Применена в генераторе кусочно-линейная аппроксимация позволяет получить выходной сигнал, близкий по форме к синусоидальному 2

Однако наличие сложного делителя напряжения и невозможность медленно изменять частоту выходного сигнала существенно ограничивает его функциональные возможности и не позволяет использовать его в ряде автоматизированных систем контроля и управления.

Цель изобретения - расщирение диапазона скорости регулирования частоты.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой генератор инфранизкой частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со входом счетчика, управляемый делитель напряжения, пороговый вход которого соединен с выходом переключателя полярности, а к выходу подключена нагрузка, введены элементы совпадения, входы которых соединены с разрядными выходами счетчика, кольцевой распределитель, вход которого подключен к общему выходу элементов совпадения, а выходы - ко входам управляемого делителя напряжения, причем последний выход соединен также со входом переключателя полярное

ти, и блок выбора частоты, рабочие выходь которого соединены с управляющими входами элементов совпадения, а управляющий выход - со входом генератора тактовых импульсов и с установочными входами кольцевого распределителя и счетчика, второй установочный вход которого подключен к общему выходу элементов совпадения. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2, элементы 3 совпадения, блок 4 выбора частоты, кольцевой распределитель 5, содержащий m + 1 ячейку 6, управляемый делитель 7 напряжения, переключатель 8 полярности и нагрузку 9. Управляющий вход генератора 1 тактовых импульсов подключен к выходу блока выбора частоты, выход генератора 1 соединен со входом счетчика 2, к установочному входу которого пЬдключены выходы блока 4 выбора частоты и общий выход элементов 3 совпадения, входы которых соединены с разрядными выходами счетчика 2, а управляющие входы - с выходами блока 4 выбора частоты. Вход кольцевого распределителя 5 соединен с общим выходом элементов 3 совпадения, установочный вход - с выходом блока 4 выбора частоты, а к выходам его ячеек 6 подключены входы управляемого делителя 7, кроме того, выход последней m + 1 ячейки соединен со входом переключателя 8 полярности, а нагрузка 9 подключена к выходу делителя 7 напряжения. Генератор работает следующим образом. После подачи питания запускается генератор 1 тактовых импульсо-в, блок 4 выбора частоты устанавливает в исходное состояние счетчик 2 и ячейки 6 кольцевого распределителя 5, подавая управляющий сигнал на одну из схем (элементов) 3 совпадения (в соответствии с заданной частотой), подключает кольцевой распределитель 5 к счетчику 2, тактовые импульсы начинают поступать на вход счетчика 2. После отсчета заданного числа импульсов, определяемого длительностью щага квантования по времени, сигнал выхода счетчика 2 через выбранный элемент 3 совпадения поступает на вход кольцевого распределителя 5 и одновременно устанавливает счетчик 2 в исходное состояние, готовя его к следующему циклу работы (формирование второго щага квантования и т. д. до изменения частоты выходного сигнала). Первая ячейка кольцевого распределителя 5 изменяет свое состояние и подает на вход делителя 7 напряжения управляющий сигнал, делитель 7 напряжения форми рует первый уровень напряжения на нагрузке 9. С приходом каждого последующего импульса с выхода счетчика 2 на вход распределителя 5 поочередно изменяется состояние его ячеек 6 и суммарная проводимость делителя 7 напряжения (формируются следующие уровни напряжения), происходит ступенчатая аппроксимация восходящей ветви синусоиды. С изменением состояния ячейки ш,/2 + 1 суммарная проводимость делителя 7 напряжения изменяется в обратном порядке до тех пор, пока не будет сформирована нисходящая ветвь синусоиды. После изменения состояния ячейки m + 1 рас-, пределитель 5 приходит в исходное состояние, а переключатель 8 полярности меняет полярность эталонного напряжения делителя 7 на обратную. При необходимости изменить частоту выходного сигнала блок 4 выбора частоты отключает генератор 1 тактовых импульсов от счетчика 2, устанавливает счетчик 2 и распределительб в исходное состояние и поДает управляющий сигнал на другой элемент 3 совпадения, изменяя тем самым длительность щага квантования (период следования импулсов на входе распределителя 5, а, следовательно, и частоту выходного напряжения, так как число щагов квантования остается неизменным. Далее процесс формирования синусоидального сигнала ничем не отличается от описанного ранее. Число щагов квантования за полупериод синусоиды выбирается из условий теоремы Котельникова. Практически частота синусоидального напряжения изменяется в диапазоне от 0,6 Гц до 3,8 Гц с дискретностью 0,02 Гц при нестабильности не более 1% от максимальной. Принятый способ формирования синусоиды позволяет использовать сравнительно простой управляемый делитель напряжения и достаточно плавно изменять частоту выходного сигнала. Предлагаемый генератор может быть использован с наибольшей эффективностью для контроля динамических параметров автоматизированных систем управления. Формула изобретения Цифровой генератор инфранизкой частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со входом счетчика, управляемый делитель напряжения, пороговый вход которого соединен с выходом переключателя полярности, а к выходу подключена нагрузка, отличающийся тем, что, с целью расщирения диапазона скорости регулирования частоты, в него введены элементы совпадения, входы которых соединены с разрядными выходами счетчика, кольцевой распределитель, вход которого подключен к общему выходу элементов совпадения, а выходы - ко входам управляемого делителя напряжения, причем последний выход соединен также со входом переключателя полярности, и блок выбора частоты, рабочие выходы которого соединены с управляющими входами элементов совпадения, а управляющий выход - со входом генератора тактовых импульсов и с установочными входами кольцевого распределителя и счетчика, второй установочный вход которого подключен к общему выходу элементов совпадения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1Авторское свидетельство СССР № 511681, кл. Н 03 К 3/80. 1974.

2Авторское свидетельство СССР № 530438, кл. Н 03 К 3/80, 1975.

JJJ

5

г

h-5 .

ir