Устройство управления частотойАВТОгЕНЕРАТОРА Советский патент 1981 года по МПК H03L7/00 H03J3/00 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для управления частотой автогенератора в установках различного назначения.

Известно устройство управления частотой автогенератора, содержащее хронизатор и последовательно включенные блок грубой настройки и автогенератор С 1 .

Однако известное устройство имеет относительно малую точность установки частоты колебаний, обусловленную во-первых, нелинейностью характеристики управления автогенератора и,во-вторых, погрешностями весовых отношений между отдельнь ми разрядами входящего в него блока настройки вызываемых нестабильностью весовых конденсаторов, а также влиянием сопротивлений ключей в их цепи.

Цель изобретения - повышение точности установки частоты колебаний.

Поставленная цель достигается тем, что и устройство управления частотой автогенератора, содержащее хронизатор и последовательно включенные блок грубой настройки и автогенератор, введены последовательно соединенные преобразователь управляющего сигнала во временной интервал, счетчик импульсов и блок, коммутации, и п блоков точной настройки, а также п устройств сдвига частоты, при этом выходы каждого из п блоков точной настройки и п устройств сдвига частоты .соединены с соответствующими дополнительными входами автогенератора, выход которого подключен к тактовому входу счетчика импульсов, входы управления преобразователя управляющего сигнала во временной интервал, счетчика- импульсов, блока коммутации, каждого из п устройств сдвига частоты, каждого из п блоков точной настройки и блока грубой настройки соединены с соответствующими выходами хронизатора, а выходы блока коммутации подключены К соответствующим входным шинам блока грубой настройки и каждого из п блоков точной настройки. На чертеже представлена структурная элек,трическая схема предлагаемо го устройства. Устройство содержит хронизатор I, блок 2 грубой настройки, автогенератор 3, преобразователь 4 управляющего сигнала во временной интервал, счетчик 5 импульсов, блок 6 коммутации, п блоков 7.1-7.П точной настройки , п устройств 8.1-8п сдвига частоты. Устройство работает следующим образом. В начале цикла, состоящего из П+1-ГО такта, хронизатор 1 производит сброс счетчика 5, регистров намяти блока 2 и блоков 7. 1-7.П, а .так же выключает устройства 8,1-8.п. -При этом период гармонических колеiбаний на выходе автогенератора ЗТо 2 определяется индуктивностью и емкостью его колебательного звена. Далее начинается первьй такт работы устройства, в начале которого хронизатор 1 включает старшее устрой ство 8.1, емкость конденсатора которого Со1 находится в пределах . C waXCfjjj С j где максимально возможная погрешность линейности блока 2 (емкостного набора данного блока); -iVHcn. пэ квантования разрядной сетки весовых конденсаторов блока 2; - максимальное значение емкостного набора данного блока, опред ляемое разрядной сеткой конденсаторов. . Далее выдается команда преобразователю 4 на преобразование текущего значения управляющего сигнала, например унитарного кода, во временной интервал Т. В течение данного интервала счетчиком 5 подсчитывается число периодов выходной .частоты автогенератора T,/jT причем емкость счетчика f выбрана та ким образом, чтобы обеспечить условие его работы в режиме многократного переполнения , где максимально допустигаде относительное отклонение частоот миниты автогенератора ; М - констанзначениямального та; -г- - целое число. Тогда к концу данного интервала в счетчике 5 содержится остаток в виде кода N, Jo; T-peHi М (f. ,) -peKt Ш М Г, , где ff, Далее хронизатор 1 выключает устройство 8-1, чтобы в течение последующего второго такта желаемое значение частоты автогенератора 3 оказывалось внутри рабочего диапазона блока 7.1, и через блок 6 подключает выходы счетчика 5 ко входам блока 2. Код счетчика 5. при этом переписывается в регистр памяти блока 2 и с помощью ключевых элементов и весовых конденсаторов этого блока преобразуется в зквивапентную емкость. с, рм,(1-г;) 5;м(, ) , где - номинальный коэффициент преобразования блока 2; ЗГ - погрешность преобразования, в общем случае зависящая от конкретно набранного кода N;,-. В результате подключения данной емкости к контуру автогенератора 3 на выходе к его концу первого такта формируются гармонические колебания с периодом T,T,vrr-p т, MS-, . Во всех последующих тактах,кроме завершающего п+1-го, устройство работает аналогичным образом. В начале К-го такта сбрасьшается счетчик 5 и включается ячейка 8.К, емкость конденсатора 16 которой Cq, выбрана в ппепелях Ч выбрана в пределах х г 1 п Ктак кжах о,к к Htln ) где ,- максимально возможная погрешность линейности емкостного набора блока 7.К-1; Скк,;„- шаг квантования разрядной сетки весовых конденсаторов блока 7.К-1; Сц|,-мак5симапьное значение емкостного набор данного блока,определяемое разрядно сеткой конденсаторов. Аналогично первому такту в счетчике 5 производится подсчет числа периодов выходной частоты автогенератора 3 ,/iV укладьюающихся в интервал Т, и опре ление остатка в виде кода V .&iiil.. м Полученный код через блок 6 пода ется на входы блока 7. к-1, заносит в его регистр памяти и преобразуетс в эквивалентную емкость ) /S, М( , где величина погрешности 2(, как и в первом такте, является функцией N. К концу такта на выходе автогене ратора 3 формируются гармонические колебания с периодом 1-1-, В начале п+1-го такта хронизато обеспечивает предварительный сброс счетчика 5, однако в отличие от пр шествовавших тактов, не включает ни одну из ячеек сдвига частоты. Дальнейшая работа устройства ан логична операциям предшествовавших тактов и заключается в определени счетчиком 5 остаточного кода , g- /o,n I переписи данного кода в последнее устройство точной подстройки 7.П и получении с Погрешностью эквивалентной емкости С: м- Ь пиМ14Ппм) изменяющей период гармонических кол баний автогенератора до величины .rV c+Xt. 4М 4 Решение этого итерационного yпpaв ления можно получить наложив естественные для устройств точной подстройки частоты ограничения на величины CK и Тогда для каждого такта работы устройства можно записать т.., , где Л„ Т„-Хпервоначальная рас стройка. Пусть, например, исходное отклонение периода автоколебаний от величины составляет 10%, а условие сходимости -j- 2 выполняется с точностью 2%, тогда после первого такта TI,I-M- -0,5.0,02-0,1 -О, а уже после второго такта относительное отклонение частоты автогенератора от требуемого значения не превысит О,001%. Таким образом в предлагаемом устройстве коэффициенты преобразования блоков грубой и точной настройки, а также параметры характеристики автогенератора не входят в вьфажеине для частоты гармонических колебаний в установившемся режиме, что позволяет устранить влияние отдельных весовых конденсаторов, сопротивлений ключей, нелинейности характеристики автогенератора, а также стабильности его параметров на точность устойства в целом и следовательно, повысить точность управления чаЬтотой гармонических колебаний. Формула изобретения Устройство управления частотой автогенератора, содержащее хронизатор и последовательно включенные блок грубой настройки и автогенератор, . отличающееся тем, что, с целью повышения точности установки частоты колебаний, введены послеовательно соединенные преобразоатель управляющего сигнала во вреенной интервал, счетчик импульсов блок коммутации, п блоков точной астройки, а также п устройств сданга частоты, при этом выходы каждого из п блоков точной настройки и п устройств сдвига частоты соединены с соответствующими дополнительными входами автогенератора, выход которого подключен к тактовому входу счетчика импульсов, входы управления преобразователя управляющего сигнала во временной интервал, счетчика импульсов, блока коммутации, каждого из п устройств сдвига частоты, каждого из п блоков точной настройки и

блока грубой настройки соединены с соответствующими выходами хронизатора, а выходы блока коммутации подключены к соответствующим входным шинам блока грубой настройки и каждого из п блоков точной настройки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3518586, кл. 334-7, опублик. 1970,tпрототип).