Источник колебаний Советский патент 1982 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и может применяться в автома тических испытательных и измерительных установках в качестве источника стабильных тестовых сигналов. Известны источники колебаний, содержащиё цепь с кодоуправляемой пере дачей в качестве формирователя выходных колебаний . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является источник колебаний, содержащий последовательно включенные источник прямоугольного сигнала, цепь с кодоуправляемой передачей и выходной узел, выход которого связан с входом источника прямоугольного сигнала через сглаживающий преобразователь переменного напряжения в постоянное и сравнивающий усилитель. Другой вход сравнивающего усилителя соединен с выходом источника постоянного опорно го сигнала L-iJ, Обратная связь по средневнпрямленному значению выходных колебаний позволяет стабилизировать их уровень. Но поскольку преобразователь переменного напряжения в постоянное принципиально должен содержать сглаживаю1чий фильтр, длительность переходных процессов в котором составляет десятки периодов генерируемых колебаний, обратная связь может реагировать только на сравнительно медленные изменения уровня колебаний. Инерционная обратная связь не может подавлять кратковременных нестабильностей и снижает скорость установления выходных колебаний, что особенно проявляется на инфранизких частотах, при которых длительность переходных процессов достигает десятки и сотни .секунд. Поэтому применение инерционной обратной связи является нецелесообразным на частотах 10 Гц и ниже, в частности, при применении источника колебаний в автоматических системах.

Целью изобретения является улучшение выходных параметров.

Поставленная цель достигается тем что в источник колебаний, содержащий источник постоянного опорного сигнала, сравнивающий усилитель, генератор управляющих импульсов, причем выходы последнего подключены к управляющим входам источника прямоугольного сигнала, один из входов которог подключен к входному выводу, и управляющим входом основной цепи с кодоуправляемой передачей, которая через выходной блок связана с выходным выводом, введены сумматор и дополнительная цепь с кодоуправляемой передачей, через которую выходной вывод связан с одним из входов сравнивающего усилителя, другой вход подключен к выходу источника прямоугольного сигнала и первому входу сумматора , второй вход последнего подключен к выходу сравнивающего усилителя, а выход соединен с сигнальным входом основной цепи и кодоуправляемой передачей, при этом управляющие входы дополнительной цепи с кодоуправляемой передачей подключены к генератору управляющих импульсов, а выход источника постоянного опорно го сигнала соединен со вторым входом источника прямоугольного сигнала. Дополнительно введенная цепь с кодоуправляемой передачей содержит инвертирующий операционный усилитель с постоянным импульсом на входе и с кодоуправляемой проводимостью в цепи обратной связи.

На фиг.1 .представлена структурная схема источника колебаний; на фиг.2 схема основной цепи с кодоуправляемо передачей; на фиг.З схема дополнительной цепи с кодоуправляемой передачей. I

Источник колебаний (фиг.1) содержит генератор управляющих импульсов 1, источник постоянного опорного сигнала 2, который соединен с входом источника прямоугольного сигнала 3, снабженный входом для управления уровнем выходного прямоугольного сигнала. Выход источника прямоугольного сигнала соединен с одним из входов сравнивающего усилителя 5 и одним из входов сумматора Ь, выход которого подключен к сигнальному входу основной цепи с кодоуправляемой передачей 7, выход последней соединен через

выходное устройство 8 с выходом источника колебаний 9- Выход источника колебаний соединен через дополнительную цепь с кодоуправляемой передачей 10 с другим входом сравнивающего усилителя 5, выход которого соединен с другим входом сумматора 6. Управляющие входы источника прямоугольного сигнала 3 и основной и дополнительной цепей с кодоуправляемыми передачами 7 и 10 подключены к выходам генератора управляющих импульсов 1. Основная цепь с кодоуправляемой передачей С фиг.2) составлена на базе инвертирующего операционного усилителя 11 с кодоуправляемой проводимостью 12 на входе и с постоянным импедансом 13 в цепи обратной связи.

Дополнительная цепь с кодоуправляемой передачей (.фиг.З) составлена на базе инвертирующего операционного усилителя 14 с постоянным импедансом 15 на входе и с кодоуправляемой проводимостью 16 в цепи обратной связи.

Источник колебаний работает следующим образом.

Под действием управляющих импульсов с генератора 1 источник прямоугольного сигнала 3 вырабатывает двухполярный меандровый сигнал, амплитуда которого соответствует алгебраической сумме сигналов на его входах, что позволяет управлять амплитудой на выходе сигналом на входе . Через сумматор 6 прямоуголь ный сигнал подается на вход основной цепи с кодоуправляемой передачей 7, которая периодически изменяет свою передачу под действием управляющих импульсов с генератора 1. Дискретно-аппроксимированные периодические колебания на выходе 9 получаются с выхода основной цепи с кодоуправляемой передачей 7 через выходное устройство 8, которым может быть, например, усилитель мощности, трансформатор или фильтр. Выходные колебания направляются обратно на вход сравнивающего усилителя 5 через дополнительную цепь с кодоуправляемой передачей 10, передача которой изменяется обратно пропорционально изменению передачи основной цепи 7. В результате на выходе дополнительной цепи 10 должен появляться сигнал, форма которого копирует форму прямоугольного сигнала на сигнальном входе основной цепи с кодоуправляемой передачей 7, т.е. форму сигнала с выхода источника прямоугольного сигнала 3-Сигналы сравниваются в сравнивающем усилителе 5, с выхода которого усиленный сигнал ошибки складывается алгебраически с исходным сигналом с выхода источника прямоугольного сигнала 3. С сумматора 6 подается суммарный сигнал на сигнальный вход основной цепи с кодоуправляемой передачей 7. Таким образом, реализуется обратная связь по мгновенному значению ошибки выходных колебаний. Обратная связь по мгновенному значению не только повышает точность изменения амплитуды колебаний по определенному закону, но и уменьшает задержки в основной цепи с кодоуправляемой передачей 7 и в выходном устройстве 8, что очень важно при необходимости фазовой синхронизации выходных колебаний внешним такто вым сигналом.Существенно улучшается кратковременная стабильность выходных колебаний, поскольку они находятся под контролем обратной связи в каждый момент времени, flo сравнению с применением обычной инерционной схемы стабилизации скорость установления выходных колебаний повышается в десятки и сотни раз на нилких частотах и составляет, например, 1-10 В/МКС и выше на всех частотах, включая и самые низкие, например, 0,001 Гц.

Использование новых элементов дополнительной цепи с кодоуправляемой передачей и сумматора выгодно отличает предлагаемый источник колебаний от прототипа и других аналогичных решений, так как повышается скорость установления и кратковременная стабильность выходных колебаний , улучшается также точность фазы колебаний.

Формула изобретения

1, Источник колебаний, содержащий источник постоянного опорного сигнала, сравниваю1ций усилитель, га-, нератор управляю11;их импульсов, приЭ

подключен к выходу источника прямоугольного сигнала и первому входу сумматора второй вход которого подлючен к выходу сравнивающего усилителя, а выход соединен с сигнальным входом основной цепи с кодоуправляемой передачей, при этом управляющие входы дополнительной цепи с кодоуправляемой передачей подключены к генератору управляющих импульсов,а выход источника постоянного опорного сигнала соединен с вторым входом источника прямоугольного сигнала.

2.Источник поп.1,отлича ю- щ и и с я тем, что дополнительно введенная цепь с кодоуправляемой передачей содержит инвертирующий операционный усилитель с постоянным импедансом на входе и с кодоуправляемой проводимостью в цепи обратной связи, причем передача дополнительно введенной цепи с кодоуправляемой передачей изменяется во времени обратно пропорционально изменению передачи основной цепи с кодоуправляемой переда-, чей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3863158, кл. 328-Т, 1975.

2.. Патент Японии № 9-30380, кл. 98/3/А52, 1975.

3.Ножкин Л.Р. Низкочастотные генераторы на основе новых структур и принципов построения, Радиотехника, 1975, (f 7, с.71-79.

t. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2590+0 /21-07, кл. G 05 F 1/56, 27.03.78. Ь4 чем выходы последнего соединены с управляющим входом источника прямоугольного сигнала, один из входов которого подключен к входному выводу и управляющим входам основной цепи с кодоуправляемой передачей, которая через выходной блок связана с выходным выводом,о тличающийся тем, что, с целью улучшения выходных характерис тик, в него введены сумматор и дополнительная цепь с кодоуправляемой передачей , через которую выходной вывод связан с одним из входов сравнивающего усилителя, его другой вход