Перестраиваемый формирователь сдвинутых по фазе гармонических колебаний Советский патент 1982 года по МПК H03B27/00 

1

Изобретение относится к генерированию электрических колебаний и может быть использовано в системах управления инверторами напряжения.

Известен генератор, в котором гармонические колебания получают путем преобразования периодической по следовательности импульсов пилообразной или треугольной форгФ, содержащий генератор прямоугольных импульсов, соединенный с интегратором, который подключен к входу функционального преобразователя треугольного напряжения в синусоидальное и к входу схемы сравнения, а выход функционального преобразователя треугольного напряжения в сшнусоидальное соединен с входом усилителя l.

Недостатком этого генератора является то, что выходное напряжение является только однофазным.

Известен также многофазный генератор гармонических колебаний, со. -

держащий задающий генератор, первый интегратор, первый и второй функциональные преобразователи треугольного напряжения в синусоидальное, выходы которых подключены к входам весового инвертирующего сумматора, а выход первого интегратора подсоединен к входу первого функционального преобразователя треугольного напряжения в синусоидальное 2.

К недостаткам этого многофазного генератора следует отнести узкий диапазон выходных частот.

Цель изобретения - расширение диапазона выходных частот.

Указанная цель изобретения достигается тем, что в перестраиваемый формирователь сдвинутых по фазе гармонических колебаний, содержащий задаюций генератор, первый интегратор, первый и второй функциональные преобразователи треугольного напряжения в синусоидальное, выходы которых подключены к входам весового инвертирующего сумматора, а выход первого интегратора подсоединен к входу первого функ ционального преобразователя треугол ного напряжение в синусоидальное, введены последовательно соединенные источник управляющего напряжения, инвертор, управляемый формирователь сдвинутых по фазе прямоугольных импульсов с регулируемой частотой и амплитудой и второй интегратор, вых которого подключен к входу второго функционального преобразователя тре угольного напряжения в синусоидальное, а задающий генератор выполнен в виде преобразователя напряжения в частоту, при этом второй вход управ ляемого формирователя сдвинутых по фазе прямоугольных импульсов с регулируемой частотой и амплитудой подключен к выходу преобразователя напряжения в частоту, управляющий вход объединен с входом преобразова теля напряжения в частоту и подключен к выходу источника управляющего напряжения, а первый и второй выходы подключены к входам соответ- ствугадих интеграторов. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема перестраиваемого формирователя сдвинутых по фазе гармонических колебаний) на фиг. 2 - электрическая схема управляемого формирователя сдвинутых по фазе прямоугольных имцульсов с регу руемой частотой и амплитудой , на фиг, 3 - временные диаграммы работы Перестраиваемый формирователь сдвинутых по фазе гармонических колебаний содержит задающий генера тор 1-, первый интегратор 2, первый и второй функциональные преобразова тели треугольного напряжения в сину соидальное 3 и 4, весовой ийвертиру ющий сумматор 5, источник 6 управля нмцего напряжения, инвертор 7, управ ляемый формирователь 8 сдвинутых по фазе прямоугольных импульсов с регулируемой частотой и амплитудой и второй интегратор 9. Перестраиваемый формирователь сд нутых по фазе гармонических колебаний работает следующ 1м образом. Управляющий сигнал U от источни ка 6 подается на вход задающего генератора 1, на вход 10 и через инвертор 7 на вход I1 управляемого формирователя 8 сдви1гутых по фазе прямоуголывл.ч импульсов с регулируе мой ча(;тотой и амплитудой, Задзьгщий генератор 1 выполнен в виде преобразователя напряжения в частоту и вырабатывает короткие импульсь с частотой, прямо пропорциональной управляющему сигналу U и равной (1J где t г частота выходного синусоидального напряжения. Эти импульсы поступают на вход 12управляемого формирователя 8 сдвинутых по фазе прямоугольных импульсов с регулируемой частотой и амплитудой и служат для рбразования из управляющего напряжения двух (Прямоугольных сигналов с частотой следования импульсов сдвигом по фазе относительно друг друга на 90°, которые поступают с выхода 13на вход интегратора 2 и с выхода 14на вход интегратора 9, где происходит преобразование в треугольные сигналы, с постоянной амплитудой и частотой f, Необходимым условием работы функциональных преобразователей треугольного напряжения в синусоидальное является постоянная амплитуда треугольного напряжения, которая обеспечивается благодаря тому, что амплитуда прямоугольных импульсов на входе интеграторов 2 и 9 прямо пропорциональна частоте вьщВ функциональных преобразователях треугольного напряжения в синусоидальное из треугольных сигналов формиру ются два синусоидальных напряжения с частотой f. и сдвигом по фазе относительно друг друга на 90° которые подаются на входы 15 и 16 весового инвертирующего сумматора, где суммируются с соответствующими весок 1ми коэффициентами и формируются трехфазные синусоидальные напряжения, поступакхцие на выходы 1 7, 18 и 19, Управляемый формирователь сдвинутых по фазе прямоугольных импульсов с регулируемой частотой и амплитудой, изображенный на фиг, 2, состоит из триггеров 20, 21 и 22 с выходами соответёТвенно 23 и 24, 25 и 26, 27 и 28, четырех ключей 29-32, с входами соответственно 33 и 34, 35 и 36, 37 и 38, 39 и 40. Выходной сигнал задающего генератора I (фиг.За) поступает на вход 10 триггера 20, на выходах 23 и 24 которого получают два противофазных сигнала прямоугольной формы с частотой (фиг, Зб и Зв), которые подают одинна вход триггера 21, а второй - на вход триггера 22.

На выходах этих триггеров получают по два противофазных сигнала с частотой f.r/4 Схема соединения триггеров 20, 21 и 22 представляет собой генератор прямоугольных импульсов, вырабатывающий четыре прямоугольных си нала (фиг. Зг, д, е и ж), которые поступают с выхода 25 на вход 34 ключа 29, с выхода 26 на вход 36 ключа 30, с выхода 27 на вход 38 ключа 31, с выхода 28 на вход 40 ключа 32. Управляющий сигнал U« от источни ка 6 поступает на входы 33 и 37 ключей 29 и 31 и через инвертор с отрицательным знаком 7 - Uu на вхо ды 35 и 39 ключей 30 и 32 и пропускается на их выходы по мере поступления сигнала с соответствующего выхода триггеров 21 и 22. На выхода 13 и ,14 управляемого формирователя сдвинутых по фазе прямоугольных импульсов с регулируемой частотой и амплитудой, к которым соответственно присоединены выходы ключей 29 и 30, 31 и 32, получают два сигнала прямоугольной формы со сдвигом по фазе относительно друг друга на 90 с амплитудой, равной управляющему сигналу и, и частотой ..(Фиг. Зз , ВЫл На фиг. Зк и л изображены выходные треугольные напряжения интеграторов 2 и 9, из которых формируют в функциональных преобразователях треугольного напряжения в синусоидальное 3 и 4 два синусоидальных напряжения (фиг. 3м и н). Перестраиваемый формирователь сд нутых по фазе гармонических колебаНИИ обеспечивает регулирование частоты выходного напряжения в широк диапазоне частот от 0,5-1000 Гц, а также низкий коэффициент гармоник, менее 3.% во всем диапазоне и может применяться в качестве эталонного генератора, как в системах управле-

ния вентильныго преобразователями, использующими метод слежеш1я за эталонным сигналом, так и в измерительной технике в качестве.одно- двух и трёхфазного генератора. Формула изобретения Перестраиваемый формирователь сдвинутых по фазе гармонических колебаний содержащий задающий генератор, первый,интегратор, первый и второй функциональные преобразователи треугольного напряжения в синусоидальное, выходы которых подключены к входам весового инвертирующего сумматора, а выход первого интегратора подсоединен к входу первого функционального преобразователя треугольного напряжения в синусоидальное, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона выходных частот, введень последовательно соединенные источник управляющего напряжения, инвертор, управляемый формирователь сдвинутых по фазе прямоугольных импульсов с регулируемой частотой и амплитудой и второй интегратор, выход которого подключен к входу второго функционального преобрааователя треугольного напряжения в .синусоидальное а задающий генератор выполнен в виде преобразователя напряжения в частоту, при этом второй вход управляемого формирователя сдвинутых по фазе щ)ямоугольных импульсов с регулируемой частотой и амплитудой подключен к выходу преобразо-вателя напряжения в частоту, управляющий вход объединен с входом преобразователя напряжения в частоту и подключен к выходу источника управляющего напряжения, а первый и второй выходы подключены к входам соответствующих интеграторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Воейков Д.Д. Конструирование 1шзкочастот1шх генераторов. М.-Л.,, Энергия, 1964, с. 152, 157-158. 2.Авторское свидетельство СССР № 521638, кл. И 02 М 1/08, 15.07.76 (прототип).

Фиг. I I I I I I i I I I I-L I- I I I I 1 I