Генератор гармонических колебаний Советский патент 1982 года по МПК H03B5/10 

(54) ГЕНЕРАТОР rAPfK)HH4ECKHX КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при генерировании низкочастотных гармонических колебаний.

Известны генераторы гармонических колебаний низкой частоты, содержащие интегрирующие и инвертирующие операционные усилители, соединенные . в замкнутые последовательные цепи С11 , Недостаток данного генератора отсутствие возможности регулирования по частоте.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности генера тор гармонических колебаний, содержащий первый, второй и третий интегрирующие усилители, блок управления, амплитудный компаратор, вход которого подключен к выходу первого интегрирукяцего усилителя, первый блок управляемых ключей, ключи которого включены по в цепь отрицательной обратной связи соответств1тощего интегрирующего усилителя, к второй блок управляемых ключей, первые выходы первого, второго и третьего управляемых ключей которого соединены соответственно с входами первого, второго и третьего интег иоующих усилителей, а вторые выходы первого, второго и третьего управляемых ключей - соответственно с.выходами третьего, первого и второго интегрирующих усилителей С2Э.

Недостатком известного генератора является Мсшый диапазон регулируемых частот.

Цель изобретения .- расширение

10 диапазона регулируемых частот.

Указанная цель достигается тем, что в генератор, содержащий первый, второй и третий интегрирующие усилители, блок управления, амплитудный компаратор, вход которого под15ключен к выходу первого интегрирующего усилителя, первый блок управляемых ключей, ключи которого включены по одному в цепь отрицательной обратной связи соответствующего ин20тегрирующего усилителя, и второй блок управляемых ключей, первые выходы первого, второго и третьего управляем ах ключей которого соединены соответственно с входами пер25вого, второго и третьего интегри- . рукздих усилителей, а вторые выходы первого, второго и третьего управляемых ключей которого соединены соответственно с выходами третьего,

30 первого и второго интегрирующих

силителей, введен третий блок упавляемых ключей, первые выходы перого, второго и третьего управляеых ключей которого соединены соотетственно с входами первого, втоого и третьего интегрирующих усили- 5 елей, а вторые выходы первого, второго и третьего управляемых ключей которого соединены соответственно с выходами второго, третьего и первого интегрирующих усилителей, при 10 этом выход амплитудного компаратора соединен с управляющими входами ключей первого блока управляемых ключей , выходы второго и третьего интегрирующих усилителей подключены 1 5 к дополнительным входам амплитудного компаратора, а блок управления выполнен в виде широтно-импульсного модулятора, первый выход которого подключен к управляющим входам клю- 20 чей второго блока ключей,.а второй выход -к-управляющим входам ключей третьего блока управляемых ключей.

На чертеже представлена структурная электрическая схема тенератора . 25 гармонических колебаний.

Генератор содержит первый 1, второй 2 и третий 3 интегрирующие усилители , амплитудный компаратор 4, блок 5 управления, первый 6, второй .,„ 7 и третий 8 блоки управляемых ключей, элементы цепей 9 положительной обратной связи интегрирующих усилителей и элементыцепей 10 отрицательной обратной связи интегрирующих усилителей.

Интегрирующие усилители 1-3 с помощью управляемых ключей блока 7 I включены в последовательную замкнутую цепь (цепь прямого генерирования колебаний), в которой усилители еле- 40 дуют в порядке 1-2-3, а с помощью управляемых ключей блока 8 в последовательную замкнутую цепь (цепь обратного генерирования колебаний), в которой усилители следуют в поряд- 45 ке 1-3-2. Управляющие входы ключей блоков 7 и 8 соединены с выходами 11 и 12 соответственно блока 5 управления. Выходы усилителей 1-3 подключены к входам амплитудного компа - 50 ратора 4, выход которого соединен с управляющими входами ключей блока 8. С помощью ключей блока 8 образуются цепи отрицательной обратной связи, охватывающие каждый из интегриЕ(ую- 55 .щих усилителей 1 - 3 . .

Каждая из цепей положительной обратной связи содержит два резистора, общий вывод которых соединен с входом одного из усилителей, а .ос- Q тапьные два вывода соединены с выводами других двух усилителей.

Каждая из цепей отрицательной обратной связи содержит два последовательно включенных резистора, об.. 65

, щие точки соединения которых объеди

нены с общими точками соединения резисторов других цепей отрицательных обратных связей.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу f задания частоты блок 5 управления, выполненный в виде двухканального широтно-импульсного модулятора (мим) формирует сигналы на выходах 11 и 12. При одной полярности сигнала -f сигнал ШИМ пояляется на выходе 11 (на выходе 12 в это время сигнал отсутствует), а при другой полярности - на выходе 12 (на выходе 11 в это время сигнал отсутствует). Скважность сигналов определяется величиной сигнала f. Период сигналов ЦИМ выбирается значительно меньшим периода наибольшей из рабочих частот генератора.

В соответствии с сигналом ШИМ, например, на выходе 11 и с помощью управляемых ключей блока 7 интегрирующие усилители 1-3 периодически включаются в цепь прямого генерирования колебаний. Каждый раз при этом цепь прямого генерирования кот лебаний образуется одними и теми же ключами и резисторами, благодаря чему поддерживается неизменной частота и амплитуда выходных колебаний

Аналогично при наличии сигнала ШМ на выходе 12 и с помощью управляемых ключей блока 8 интегрирующие усилители 1-3 периодически включаются в цепь обратного генерирования колебаний.

Особенностью генератораявляется раздельное управление блоками 7 и 8 управляемых ключей, образующих цепи прямого и обратного генерирования колебаний. При этом поддерживается высокое качество формы и расширяется диапазон регулируемых синусоидальных колебаний.

Стабилизация амплитуды колебаний на заданном уровне осуществляется в генераторе с помощью амплитудного компаратора 4. Здесь производится определение амплитуды колебаний по сигналам, поступающим с выходов интегрирующих усилителей 1-3 и сравнение ее с сигналом задания А. По результатам сравнения формируе:тся сигнал управления, поступающий на управляющие входы ключей блока б, с помощью которых образуются цепи отрицательных обратных связей, охватывающие усилители 1-3.

В ряде режимов работы генератора например после длительных стоянок, а также в переходных режимах из-за утечек конденсаторов в интеграторах нарушаться синусоидальность генерируемых колебаний, что устраняют введением в генератор элементов цепей 9 положительной обратной связи интегрирующих усилителей 1-3

благодаря чему оббспечивается дополнительная подкачка амплитуды колебаний.

Выходные сигналы генератора могут содержать постоянную составляш;ую, определяемую расбросом параметров схемы и неидентичностью элементов. Устранение указанного недостатка связано с введением в генератор блока 8, в котором осуществляется суммирование выходных сигналов интегрирующих усилителей, а результаты суммирования использую при воздействии на входы этих же интегрирующих усилителей. Тем самым образуются цепи отрицательной обратной связи, компенсирующие постоянную составляющую в выходных сигналах усилИ телей.

В предлагаемом генераторе гармонических колебаний обеспечивается высокое качество формы выходных сигналов и широкий диапазон регулируемых частот, достигающий 1-10 при максимальной частоте колебаний 50-100 Гц, что значительно выше аналогичных показателей известных генераторов .

Формула изобретения

0 расширения диапазона регулируемых частот, в него введен третий блок управляемых -ключей, первые выходы первого, второго и третьего управляемых ключей которого соединены

5 соответственно с входами первого, второго и третьего интегрирующих . усилителей, а вторые выходы первого, второго и третьего управляемых ключей которого соединены соответственно с выходами .второго, третьего и первого интегрирукяцих усилителей, при этом выход амплитудного компаратора соединен с управляющими входами ключей первого блока

5 управляемых ключей,выходы второго и третьего интегрирующих усилителей подключены к дополнительным входам амплитудного компаратора, а блок управления выполнен в виде широтно0 импульсного модулятора, первый выход которого подключен к управляющим, входам ключей второго блока управляемых ключей, а второй выход - к управляющим входам ключей третьего

5 блока управляемых ключей.

Источники информации, принятые во - внимание при экспертизе

0

. N