Генератор качающейся частоты Советский патент 1982 года по МПК H03B23/00 

(54) ГЕНЕРАТОР КАЧАЮЩЕЙСЯ ЧАСТОТЫ

1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в измерительных устройствах.

По основному авт. св. № 573849 известен генератор качающейся частоты, содержащий последовательно включенные триггер, устройство формирования управляющего напряжения, управляемый генератор, согласующий усилитель, первый фильтр, первый детектор и первое пороговое устройство, выход которого одновременно соединен с первым входом триггера, а также с первым входом элемента ИЛИ, при этом выход согласующего усилителя через последовательно соединенные второй фильтр, второй детектор и второе пороровое устройство одновременно подключен также к вторым входам триггера и элемента ИЛИ, выход согласующего усилителя через последовательно соединенные третий фильтр, третий детектор, третье пороговое устройство, элемент задержки и аналоговый ключ подключен к другому входу устройства формирования управляющего напряжения, а между выходом элемента ИЛИ и другим входом аналогового ключа подключен управляемый генератор ступенчатого напряжения 1.

Однако известный генератор качающейся частоты обладает невысокой линейностью и точностью регулирования скорости качания частоты.

Цель изобретения - повышение линейности и точности регулирования скорости качания частоты.

Для этого в известный генератор качающейся частоты, содержащий последовательно включенные триггер, устройство формирования управляющего напряжения, управляемый генератор, согласующий усилитель, первый фильтр, первый детектор и первое пороговое устройство, выход которого одновременно соединен с первым входом триггера, а также с первым входом элемента ИЛИ, при этом выход согласующего усилителя через последовательно соединенные второй фильтр, второй детектор и второе пороговое устройство одновременно подключен также к вторым входам триггера и элемента ИЛИ,

20 выход согласующего усилителя через последовательно соединенные третий фильтр, третий детектор, третье пороговое устройство, элемент задержки и аналоговый ключ подключен к другому входу устройства формирования управляющего напряжения, а между

выходом элемента ИЛИ и другим входом аналогового ключа подключен управляемый генератор ступенчатого напряжения, между выходом согласующего усилителя и управляющим входом управляемого генератора ступенчатого напряжения введены последовательно соединенные умножитель частоты, формирователь, элемент запрета и счетчик импульсов, между выходом триггера и другим входом элемента запрета введены последовательно соединенные двухканальный генератор импульсов и дополнительный триггер, а между первым выходом двухканального генератора импульсов и входом обнуления счетчика импульсов введен дополнительный элемент ИЛИ, другой вход которого подключен к выходу первого порогового устройства.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого генератора качающейся частоты.

Генератор качающейся частоты содержит триггер 1, устройство 2 формирования управляющего напряжения, управляемый генератор 3, согласующий усилитель 4, первый фильтр 5, первый детектор 6, первое пороговое устройство 7, элемент ИЛИ 8, второй фильтр 9, второй детектор 10, второе пороговое устройство 11, третий фильтр 12, третий детектор 13, третье пороговое устройство 14, элемент 15 задержки, аналоговый ключ 16, управляемый генератор 17 ступенчатого напряжения, умножитель 18 частоты, формирователь 19, элемент 20 запрета, счетчик 21 импульсов, двухканальный генератор 22 импульсов, дополнительный триггер 23, дополнительный элемент ИЛИ 24.

Генератор качающейся частоты работает следующим образом.

Уровень напряжения с выхода триггера 1, поступая на вход устройства 2 формирования управляющего напряжения, формирует на его выходе линейно изменяющееся напряжение. Крутизна наклона пилообразного напряжения на выходе устройства 2 формирования управляющего напряжения зависит также от уровня напряжения на выходе управляемого генератора 17 ступенчатого напряжения. Напряжение с выхода управляемого генератора 17 ступенчатого напряжения поступает на вход устройства 2 формирования управляющего напряжения через аналоговый ключ 16 при наличии разрещаюп1его сигнала с выхода элемента 15 задержки. При линейно возрастающем напряжении на выходе устройства 2 формировакия управляющего напряжения частота на выходе управляемого генератора 3 также линейно увеличивается. Первый фильтр 5 настроен на верхнюю границу диапазона качания частоты, поэтому, когда на его вход с выхода управляемого генератора 3 через согласующий усилитель 4 придет сигнал с частотой, совпадающей с зоной прозрачности первого фильтра 5, на выходе последнего возникает сигнал, который после детектирования первым детектором 6 поступает на первое пороговое устройство 7. При достижении продетектированным напряжением уровня срабатывания первое пороговое устройство 7 вырабатывает импульсный сигнал, который проходит через один из входов эле.мента ИЛИ 8 устанавливает управляемый генератор 17 ступенчатого напряжения в исходное состояние, а триггер 1 при этом изменяет свое состояние на противоположное, и устройство 2 формирования управляющего напряжения начинает вырабатывать линейно падающее напряжение, а частота сигнала на выходе управляемого генератора 3 начинает уменьщаться. В этом случае вступает в работу второй фильтр 9, настроенный на нижнюю границу частоты качания, второй детектор 10 и второе пороговое устройство 11, которое переводит триггер 1 в предыдущее состояние.

После каждого цикла качания частоты на вход управляемого генератора 17 ступенчатого напряжения с выхода элемента ИЛИ 8 поступает сигнал Сброс.

Одновременно сигнал с выхода согласующего усилителя 4 поступает на вход третьего фильтра 12 и, когда частота управляемого генератора 3 попадает в зону прозрачности фильтра 12, третье пороговое устройство 14 при своем срабатывании запускает элемент 15 задержки, который выдает разрещающий импульс определенной длительности на управляющий вход аналогового ключа 16. Ключ 16 открывается, и уровень напряжения с выхода управляемого генератора 17 ступенчатого напряжения, пройдя ключ 16, изменяет скорость качания частоты. Причем величина напряжения на выходе управляемого генератора 17 ступенчатого напряжения зависит от значения двоичного кода, поступающего на его управляющий вход с выхода счетчика 21 импульсов.

Одновременно сигнал с выхода согласующего усилителя 4 через умножитель 18 частоты, формирователь 19 и элемент 20 запрета поступает на счетный вход счетчика 21 импульсов. Уровень напряжения с выхода триггера 1, соответствующий началу цикла формирования линейно возрастающего по частоте напряжения, поступает на вход двухканального генератора 22 импульсов. Двухканальный генератор 22 импульсов при этом на своем первом выходе формирует короткий импульс, который проходит через один из входов дополнительного элемента ИЛИ 24 и обнуляет счетчик 21 импульсов и одновременно, поступая на первый вход дополнительного триггера 23, устанавливает его в такое состояние, при котором уровень напряжения на его выходе является разрещающим для прохождения через элемент запрета 20 импульсов с выхода формирователя 19 на счетный вход счетчика 21 импульсов. Счетчик 21 импульсов начинает накапливать импульсы, поступающие на его счетный вход Через время Тз на втором выходе двухканального генератора 22 импульсов формируется импульс, переводящий дополнительный триггер 23 в противоположное состояние, при этом уровень напряжения с выхода дополнительного триггера 23 запрещает прохождение импульсов через элемент 20 запрета. Количество импульсов, поступивщее в счетчик 21 импульсов за время Т, в параллельном двоичном коде поступает на управляющий вход управляемого генератора 17 ступенчатого напряжения. Таким образом, с помощью умножителя 18 частоты, формирователя 19, элемента 20 запрета, счетчика 21 импульсов, двухканального генератора 22 импульсов и дополнительного триггера 23 формируется двоичный код, который, поступая на управляющий вход управляемого генератора 17 ступенчатого напряжения, формирует на его выходе соответствующий уровень напряжения. При плавном изменении величины Т . от нуля до какого-то определенного значения меняется количество импульсов, поступающих на счетный вход счетчика 21 импульсов за время, определяемое Т и, соответственно, меняется двоичный код на выходе счетчика 21 импульсов в соответствии с количеством импульсов, поступившим на его вход. Изменение двоичного кода на выходе счетчика 21 импульсов вызывает изменение уровня напряжения на выходе управляемого генератора 17 ступенчатого напряжения, т. е. изменение скорости качания на выбранном участке диапазона качания частоты. Умножитель Г8 частоты повышает разрешающую способность генератора при малых девиациях частоты качания. Для того, чтобы при обратном ходе (при изменении частоты качания от верхней границы частоты качания к нижней) не возникало «зеркального участка с регулируемой скоростью качания, счетчик 21 импульсов обнуляется импульсом напряжения с выхода первого порогового устройства 7 через дополнительный элемент 24 ИЛИ, а двухканальный генератор 22 импульсов запускается только от уровня напряжения с выхода триггера 1, соответствующего циклу увеличения частоты качания. В предлагаемом генераторе обеспечено циклическое автоматическое формирование регулируемого уровня напряжения на выходе управляемого генератора ступенчатого напряжения одновременно с началом цикла, соответствующего увеличению частсггы качания, т. е. осуществлена привязка формирования уровня напряжения на выходе управляемого генератора ступенчатого напряжения, соответствующего изменению скорости качания к началу периода качания частоты. Кроме того, в предлагаемом генераторе повышена разрещающая способность регулировки скорости качания при малых девиациях частоты качания, а также, при необходимости, легко выводится сформированный двоичный код на дисплей и по индицируемому на дисплее показанию, регулируя параметр Т двухканального генератора импульсов, устанавливается необходимая скорость изменения частоты качания на любом участке диапазона. Формула изобретения Генератор качающейся частоты по авт. св. N° 573849, отличающийся тем, что, с целью повышения линейности и точности регулирования скорости качания частоты, между выходом согласующего усилителя и управляющим входом управляемого генератора ступенчатого напряжения введены последовательно соединенные умножитель частоты, формирователь, элемент запрета и счетчик импульсов, между выходом триггера и другим входом элемента запрета введены последовательно соединенные двухканальный генератор импульсов и дополнительный триггер, а между первым выходом двухканального генератора импульсов и входом обнуления счетчика импульсов введен дополнительный элемент ИЛИ, другой вход которого подключен к выходу первого порогового устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР № 573849, кл. Н 03 В 23/00. 14.05.76 (прототип) .