Патент ссср 208001
Иллюстрации
Реферат
О П И C А Н И Е 20800l
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Соввтскйз
Социалистические
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Заявлено 25.111.1906 (№ 1065487/26-9) Кл. 21а4, )3 с присоединением заявки ¹
Комитет йо делам изобретений и открытий при Сосете Министров
СССР
МПК Н 03b
УДК 621.373.42(088.8) П риоритет
Опубликовано 29.Х11,1967. Бюллетень ¹ 3
Дата опубликования описания 12.111.1968
Авторы изобретения Ю. М. Горский, М. П. Моторов, М. А. Новожилов и Н, А. т ернышев
Энергетический институт Сибирского отделения АН СССР
Заявитель
ГЕНЕРАТОР
Генерирование инфранизких синусоидальных колебаний в электронных генераторах осуществляется либо преобразованием колебаний треугольной формы в синусоидальные, либо использованием консервативной колебательной системы с нелинейным элементом.
Известные генераторы инфранизких частот содержат два включенных последовательно операционных усилителя, работающих в режиме генераторов пилообразного напряжения, блоки нелинейности .и устройство синхронизации.
Но известные генераторы не позволяют получать колебания ипфранизких частот с произвольной формой сигнала и с автоматически изменяющейся по любом закону частотой.
Предлагаемое устройство отличается or известных тем, что генератор инфра. изких частот содержит два операционных усилигеля, работающих в режиме генераторов пилообразного напряжения, блоки нелинейностей, причем между входами первого и второго усилителей последовательно включен блок нелинейностей, задающий закон изменения частоты колебаний, а на выходе второго усилителя включен блок нелинейностсй, задающий форму генерируемых колебаний.
Это позволяет автоматически изменять частоту по линейному или нелинейному законам при неизменной амплитуде и форме генерируемых колебаний.
Для синхронизации частоты колебаний генератора с частотой ведущего импульсного генератора í:,ïðÿæåíèå с выхода последнего и напряжение генерируемых колебаний через дифференцирующую цепочку подаются на раздельные входы триггера, выход которого через соответствующие клапаны соединен со входом второго усилителя.
Схема описываемого генератора инфранизких частот представлена на чертеже.
Функциональная схема включает следующие
15 элементы: операционный усилитель 1 управления частотой, операционный усилитель 2, создающий развертывающее напряжение. блоки периодизации, состоящие из пороговых элементов 8 и 4, ждущих мультивибраторов 5 и
20 б, клапанов 7 и 8, схем ограничения 9 и 10 и схем 11 и 12 задания начальных условий; блок нелинейностей 18, задающий характер изменения частоты. блок нелинейностей 14, задающий форму периодического сигнала, уст25 ройство 15 для качания частоты по линейному закону в заданных преде ах около установленного значения, состоя атее из двуполярного порогового элемента lо, триггера 17, ключей
18 и 19, блок синхронизации, содержащий
30 триггер 20 и клапаны 21 и 22, ждущий муль208001
65 тивибратор 28 и операционный усилитель 24.
Схема работает следующим образом.
Если усилитель 1 находится в режиме масштабного преобразователя и постоянное напряжение с его выхода подается на вход усилителя 2, то напряжение на выходе последнего изменяется линейно. При достижении напряжения U>,, — U... „„, срабатывает пороговый элемент 4, подающий сигнал на ждущий мультивибратор б. Длительность импульса ждущего мультивибратора, открывающего клапан 8, выбрана досч-аточной для полного разряда конденсатора 2о. Частота развертки в этом случае будет постоянной. Напряжение развертки с выхода усилителя 2 подается на блок нелинейностей 14, на котором набрана генерируемая периодическая функция.
Схема ограничения 10 предохраняет клапан
8 (практически клапан представляет собой транзисторную схему, работающую в ключевом режиме) от пробоя при превышении напряжением на выходе усилителя 2 значения 2 m ax °
Устройство 15 для получения колебаний с частотой, меняющейся по линейному закону в заданных пределах около установленного значения, работает следующим образом.
Если напряжение U ïîäàþò на усилитель
1, находящийся в режиме интегратора, через один из ключей 18 или 19 (допустим, что в первоначальном положении ключ 19 открыт, а ключ 18 закрыт), то при достижении напряжением на его выходе установленного значения срабатывает пороговый элемент соответствующей полярности, и возникающий при этом сигнал перебрасывает триггер 17 в другое состояние. При этом открывается ключ 18, а ключ 19 закрывается и на вход усилителя 1 подается напряжение противоположной полярности. Двуполярный пороговый элемент обеспечивает срабатывание схемы при достижении на выходе усилителя 1 нужного напряжения разной полярности.
Для получения частоты, изменяющейся по какому-либо закону, необходимо на вход усилителя 2 подать напряжение, изменяющееся по этому же закону.
Такое напряжение можно получить, воспользовавшись предлагаемым способом генерирования колебаний с помощью усилителя 1, работающего в режиме интегратора, снабженного устройством периодизации 2б, и блока нелинейностей И, на котором .набирается функция .изменения частоты.
Скорость изменения частоты во всех случаях зависит от величины входного напряжения U усилителя 1.
Предлагаемый способ получения колебаний позволяет производить автоматическую синхронизацию и установку точных значений частоты методом компенсации угла рассогласования или же наоборот, задавая расстройку по частоте, устанавливать определенные сдвиги между фазой генерируемого сигнала и так5
35 тирующего импульса. Это достигается путем подачи на один из входов триггера 20 сдвинутых на 180 импульсов от тактового генератора, а на второй вход — сигнала с порогового элемента 4 и управления выходным напряжением триггера 20 клапанами 21 и 22, включенными по балансной схеме.
Для исключения погрешностей, вызванных неравномерным нарастанием развертывающего напряжения на выходе интегратора, выдающего развертку при синхронизации его внешним импульсным генератором на малой частоте, предлагается использовать операционный усилитель 24, который усредняет напряжение с выхода клапанов 21, 22. При существенной разнице частот рассматриваемого генератора и внешнего импульсного генератора предлагается использовать ждущий мультивибратор 28.
Таким образом, на выходе апериодического звена будет усредненное напряжение, пропорциональное разности частот синхронизируемых сигналов, как при существенных, так и малых отклонениях частоты.
Для контроля частоты и установки угла рассогласования может быть применен индикатор, замеряющий среднее напряжение на выходе триггера 20. Этот же индикатор можно использовать и для контроля частоты и скорости ее измерения, Нелинейные формы периодических сигналов могут быть заранее набраны на блоках нелинейностей и при необходимости быстро заменены.
Устройство может быть использовано для исследования систем автоматического регулирования и моделирования импульсных процессов.
Предмет изобретения
1. Генератор инфранизких частот, содержащий два включенных последовательно операционных усилителя, работающих в режиме генераторов пилообразного напряжения, блоки нелинейностей и устройство синхронизации, отличающийся тем, что, с целью автоматического изменения частоты по линейному или нелинейному законам при неизменной амплитуде и форме генерируемых колебаний, между входами первого и второго усилителей последовательно включен блок нелинейностей, задающий закон изменения частоты колебаний, а на выходе второго усилителя включен блок нелинейностей, задающий форму генерируемых колебаний.
2. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью синхронизации частоты его колебаний с частотой ведущего импульсного генератора, напряжение с выхода последнего и напряжение генерируемых колебаний через дифференцирующую цепочку поданы на раздельные входы триггера, выход которого через соответствующие клапаны соединен со входом второго усилителя.
208001
Составитель 3. Голдырева
Рслакзор Б. С. Нанкина Техред T. П, Курилко Корректоры Т. П. Лаврухина и Л. В. Наделяева
Заказ 196 1 Тираж 530 Подписное
UHHNIlN Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д. 4
Типография, пр. Сапунова, 2