Генератор задающих синусоидальных напряжений регулируемой частоты Советский патент 1982 года по МПК H02M1/08 

( 5 ) ГЕНЕРАТОР ЗАДАЮЩИХ СИНУСОИДАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ РЕГУЛИРУЕМОЙ ЧАСТОТЫ

1 ...

Изобретение oTf«jCHTCfl к преобразо;вательной технике и может быть использовано в системах управления тиристорами инверторов в качестве генератора эталонного синусоидального напряжения.,

Известны генераторы синусоидального напряжения, содержащие задающий генератор, подключенный ко входу генератора прямоугольных импульсов, выход которого соединен с входом интеграто- ра, подсоединенного к входу пересчетного элемента и к входу блоков нелинейности у «уходы которых подсоединены к входам сумматора и формирователя

фаз

Недостатком известных генераторов

является невозможность плавного регулирования частоты генерируемого синусоидального напряжения.:

Наиболее близким техническим реше- je нием к изобретению по средствам и достигаемому результату является генератор гармонических колебаний, содержащий последовательно соединенные источник управляющего напряжения и первый интегратор, зашунтированный ключом последовательно соединенные компаратор и пёресчетный элемент, источник опорного напряжения, формирователь синусоидального напряжения, первый вход которого соединен с выходом источника Опорного напряжения и первым входом компаратора, второй вход - с вторым входом компаратора, третий вхсш - с выходом пересчетного элемента Г2j. Недостатком известного генератора . является искаженная форма выходных импульсов, обусловленная наличием обратного хода лчилообразного напряжения интегратора, приводящая к появлению выбросов напряжения при формировании выходного напряжения, Целью изобретения йвпяется улучшеHite формы выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что известный генератор снабжен дополнительным вторым интегратором и тремя ключами, триггером, вход которого .со- единен с выходом компаратора, выход 1 - с управляющими входами соответственно первого основного и четвертого дополнительного ключей, и выход О - с управляющими входами сортветственно второго и третьего дополнител ных ключей, второй вход компаратора подключен к выходам основного и дополнительного интеграторов соответственно через второй и четвертый, ключи, naраллельно второму интегратору включе н третий дополнительный ключ, а вход дополнительного интегратора подключен к выходу источника управляющего напряжения.. На фиг. 1 представлена принципиаль ная электрическая схема генератора; на фиг. 2 - .временные диаграммы, поясняющие его работу. Генератор задающих синусоидальных колебаний регулируемой частоты (фиг. 1 содержит источник 1 управляющего напряжения, источник 2 опорного напряжения, интеграторы 3 и 4, входы которых соединены с источником 1 управляющего напряжения, а выходы соответственно через ключи 5 и 6 с первым входом 7 компаратора 8. К второму входу 9компаратора 8 подключен источник 2 опорного напряжения, а выход компаратора - к входу пересчетного элемента 10и к входу триггера 11, выходы 12 и 13 которого соединены соответственно с управляющими входами ключей 6 и I, 5 и 15. Ключ 1 включен параллель но интегратору 3, а ключ 15 параллельно интегратору 4. Формирователь 16 синусоидального Напряжения включает блоки нелинейности 17 и 1В сумматора 19 с неинвертирующим входом 20 и инвертирующим входом 21, сумматор 22 с входами 23 и 2, инверторы 2527 и формирователь фаз 28 с входами 29-35 и выходами Зб-38. Первый вход 7 компаратора 8 поключен к входу блока нелинейности 17 и к инвертирующему входу 21 сумматора 19, вход 20 которого соединен с источником 2 опорного напряжения, а - с входом блока нелинейности 18. Выходы блоков нелинейности 17 и 18 подключены соответственно к входам 23 и 2 сумматора 22, к входам инверторов 25 и 27 и к входам 30 и 33 формирователя фаз 28. Выходы инверторов 25 27 соединены соответственно с входами 29, 32 и 3 формирователя фаз 28, вход 35 которого подключен к выходу 96 4 : пересчетного элемента 10 Выход сумматора 22 соединен с входом инвертора 26 и с входом 31 формирователя 28. Генератор задающих синусоидальных напряжений работает следующим образом. Управляющее напряжение от источника 1 поступает на входы интеграторов 3 и . Пусть в исходном состоянии ключи 6 и Н разомкнуты, а ключи 5 и 15 замкнуты. Интегратор 3 интегрирует управляющее напряжение. Интегратор t при этом замкнут накоротко ключом 15. Выходное напрям ение интеграторов 3 пилообразной формы (фиг. 2а) поступает на вход формирователя 16 и на вход 7 компаратора 8, В момент Ц, когда это напряжение достигает напряжения срабатывания U, компаратор 8 срабатывает, и переключается триггер 11. Сигналы с выходом 12 и 13 триггера 11 замыкают ключи 6 и l4 и размыкают ключи 5 и 15. При этом выход интегратора 3 отключен ключом 5 от всей схемы, а его конденсатор разряжается через закороченный ключ 14, образуя обратный ход пилообразного напряжения, который не поступает на вход формирователя 1б синусоидального напряжения. В это время интегратор k начинает формировать пилообразное напряжение (фиг. 2d), которое через замкнутый ключ 6 поступает на вход формирователя 16 и на вход 7 компаратора 8. Когда это напряжение в момент t достигнет напряжения сра ывания 1, компаратор 8 срабатываи переключает триггер 11. Сигналы ет с выходов 12 и 13 последнего переключают ключи 5, 6, 1 и 15 в исходное состояние. Далее процесс повторяется, кроме того, конденсатор интегратора разряжается через закороченный ключ 15, образуя обратный ход пилообразного напряжения, который не поступает на вход формирователя 16. Таким образом, на вход формирователя 16 синусоидального напряжения поступают непрё|5ывно следующие линейно нарастающие пилообразные импульсы (фиг ) с постоянным уро§,нем, частота повторения которых определяется величиной управляющего напряжения. В этих пилообразных импульсах отсутствует участок обратного ходапилообразного напряжения, который имеется в пилорбразных импульсах, сформированных интеграторами 3 и в отдельности (фиг. 2а и 26). Непрерывно следующие линейно Hapat тающие пилообразные импульсы поступают на инвертирующий вход 21 сумматора 19, где вычитаются из опорного напряжения Up, подаваемого от источника 2 на неинвертирующий вход 20. На выходе сумматора 19 получают линейно спадающие пилообразные импульсы (фиг. 2г), являющиеся зеркальным повторением линейно нарастающих импульсов, В блоках нелинейности 17 и 18 со ответственно из импульсов линейно нарастающих и линейно- спадающих формируют участки синусоиды от О до 60 эл. гр. (фиг. 2д) и от 120 до 180 эл. гр. (фиг. 2е). Средний участок синусоиды гр. (фиг. 2ж) формиот 60 до 120 эл. руют в сумматоре 22 путем сложения на пряжений с блоков нелинейности 17 и 18, поступающих соответственно на вхо ды 23 и 2. Для получения участков синусоиды от 180 до эл. гр., от 300 до ЗбО эл. гр. и от до 300 эл. Гр. выходные напряжения блоков не линейности 17 и 18 и сумматора 22 инвертируют с помощью инверторов;25, 27 26 (фиг. 2з, 2й, 2к) соответственно, Полученные, участки синусоиды с выходов блоков нелинейности 17 и 18, сумматора 22 и инверторов 25, 26 и 27 iпоступают на входы 29-3 формирователя фаз 28. Пересчетный элемент 10 счи тает импульсы с выхода компаратора 8 и сигналом с выхода управляет работой формирователя фаз 28, представляющего собой логическое устройство, .которое выбирает необходимые части синусоиды в зависимости от фазы и подает эти части на выходы в нужной последовательностиТаким образом, на выходах 37, 38 И 36 формирователя фаз 28 получают Зфазное синусоидальное напряжение, регулируемое по частоте. На фиг. 2л показано сформированное синусоидальное напряжение фазы А. Предлагаемый генератор задающих синусоидальных напряжений обеспечивает по сравнению с прототипом улучшенную форму кривой выходного синусоидального напряжения, в которой устранены нежелательные выбросы. Кроме того, предлагаемый генератор обеспечивает по сравнению с существующими генераторами суносоидальных напряжений низкий коэффициент гармоник выходного напряжения - менее 2« во всем диапазоне генерируемых .частот. Формула изобретения Генератор задающих синусоидальных ;напряжений регулируемой частоты, содержащий последовательно соединенные ;источник управляющего напряжения и пeJЗ:вый интегратор, заШунтированный ключом, последовательно соединенные компаратор и пересчетный элемент, ис|Точник опорного напряжения, формирователь синусоидального напряжения, первый вход котйрого соединен с выходом Источника опорного напряжения и первым входом компаратора,, второй вход - с вторым входом компаратора, третий вход - с выходом пересчетного элемента, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения формы выходного напряжения, он снабжен дополнительным вторым интегратором и тремя ключами, триггером, вход которого соединен с выходом компаратора, выход 1 - с управляющими входами соответственно 1первого основного и четвертого дополнительного ключей, и выход О - с управляющими входами соответственно втоiporo и третьего дополнительных ключей, второй вход компаратора подключен к выходам основного и дополнительного . интеграторов Соответственно .через второй и четвертый ключи, пара.ллельно второму интегратору включен третий до1полнительный ключ, а вход дополнительного интегратора подключен к выходу источника управляющего напряжения. , Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР N 521638, кя.М 02 М 1/08, 1976. 2. Авторское св едетельство СССР по заявке If 2911765/18-09, кл.Н03 В 27/00, 1980.