Функциональный генератор

Функциональный генератор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Соцналнстнческнх

Реслублнк (»)834828 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23.04.79. (21) 2756510/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Н 03 К 3/02

Государственный комитет

СССР (53) УДК 621.373 (088.8) Опубликовано 30.05.81 Бюллетень №20

Дата опубликования описания 05.06.81 по делам изобретений и открытий! (72) Авторы изобретения

О. С. Андреев, Б. А. Бохонко, С. А. Давымука, В. А. Калынюк и И. Б. Мелихов (7l ) Заявитель

Специальное конструкторское бюро микроэлект)р ликии приборостроения (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных областях радиотехники, автоматики и измерительной техники.

Известен генератор ступенчатого напряжения, содержащий интегрирующий усилитель, дифференцирующий усилитель и фиксирующую цепь сброса (1).

Недостатком генератора является низкая точность, обусловленная главным образом недостаточной стабильностью пассивных элементов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является функциональный генератор, содержащий счетчик, вход которого подключен к источнику тактовых сигналов, переключатель режима работы, интегрирующий усилитель, вход которого подключен через первый и второй токовые ключи соответственнО к выходам первого и второго источников тока, а его выход подключен к входам первого и второго компараторов напряжения, триггер, один вход которого подключен к выходу первого компаратора напряжения, а выход подключен к входу управления второго токового ключа (2).

В данном генераторе для стабилизации частоты повторения выходных сигналов применена схема фазовой автоподстройки частоты. Условием нормальной работы такого генератора является наличие фазового сдвига между частотой .,входного сигнала и выходной частотой генератора, который будет изменяться при изменениях чатоты собственных колебаний генератора или же частоты входного сигнала. Поэтому во многих случаях применение такого генератора тв затруднительно, так как изменение фазового сдвига будет восприниматься как погрешность. Такое явление имеет место, например, при синхронизации от источника входного сигнала.

Недостатком известного генератора является низкая точность.

Цель изобретения — повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в функциональный генератор, содержащий

6 шину входного сигнала, счетчик, вход ко.торого подключен к шине тактовых импульсов, переключатель режима работы с первой и второй группой контактов, интегрирующий усилитель, вход которого подключен

834828 через первый и второй токовые ключевые элементы соответственно к выходам первого и второго источников тока, à его выход соединен со входами первого и второго компаратора напряжения, триггер, один вход которого подключен к выходу первого компаратора напряжения, а выход подключен к управляющему входу второго токового ключевого элемента, дополнительно введены шина источника постоянного напряжения, интегрирующий усилитель, третий и четвертый токовые ключевые элементы, третий и четвертый источники тока, схема определения знака и величины рассогласования и одновибратор, при этом вход дополнительного интегрирующего усилителя подключен через третий и четвертый токовые ключевые элементы соответственно к выходам третьего и четвертого источников тока, а выход подключен к входу первого источника тока, один вход схемы определения знака и величины рассогласования соединен с выходом второго компаратора напряжения, а другой вход подключен к входу одновибратора и через первую группу контактов переключателя режима работы— к шине входного сигнала и к выходу счетчика, первый и второй выходы схемы определения знака и величины рассогласования соединены соответственно с управляющими входами третьего и четвертого токовых ключевых элементов, а выход одновибратора соединен со вторым входом триггера, управляющий вход первого токового ключевого элемента подключен через вторую группу контактов переключателя режима работы к шине источника постоянного напряжения и к входу счетчика.

В данном функциональном генераторе отсутствует фазовый сдвиг между входным сигналом и выходным сигналом генератора, что исключает возможность возникновения фазовой погрешности и практически полностью скомпенсированы погрешности, вызываемые нестабильностью пассивных компонентов.

На чертеже представлена структурная схема функционального генератора.

Функциональный генератор содержит счетчик 1, вход которого подключен к шине 2 источника тактовых импульсов, переключатель 3 режима работы, интегрирующий усилитель 4, вход которого подключен через первый и второй токовые ключевые элементы 5 и 6 к выходам первого и второго источников 7 и 8 тока, а его выход подключен к входам первого и второго компараторов 9 и 10 напряжения, триггер 11, дополнительный интегрирующий усилитель 12, вход которого подключен через третий и четвертый токовые ключевые элементы 13 и 14 к выходам третьего и четвертого источников 15 и 16 тока, схема 17 определения знака и величины рассогласования, одновибратор 18, шину 19 источника вход4 ного сигнала, шину 20, источника постоянного напряжения и выходную шину 21.

Функциональный генератор работает следующим образом.

На выходной шине 21 генератора формируется импульс пилообразной формы (показан на чертеже) либо импульс ступенчатонарастающего напряжения в зависимости от положения переключателя 3 режима работы. о

На шину 19 генератора от источника входного сигнала поступает сигнал типа меандр. По одному из фронтов этого сиг15

25 зо

55 нала, например, по отрицательному, одновибратор 18 вырабатывает короткий импульс, устанавливающий триггер 11 так, чтобы его выходной сигнал открыл второй токовый ключевой элемент 6. Конденсатор интегрирующего усилителя 4 быстро перезаряжается током от источника 8 тока.

На выходе интегрирующего усилителя 4 формируется крутой фронт, например фронт спада, который сравнивается с нижним пороговым значением на первом компараторе 9 напряжения, выходной сигнал которого в момент сравнения перебрасывает триггер 11 в обратное состояние. Второй токовый ключевой элемент 6 закрывается. На вход интегрирующего усилителя 4 теперь поступает ток только от первого источника 7 .тока через первый токовый ключевой элемент 5, который постоянно находится в открытом состоянии, так как на его управляющий вход через переключатель 3 поступает открывающее напряжение с шины 20 источника постоянного напряжения. На выходе интегрирующего усилителя 4 формируется фронт нарастания пилообразного напряжения: На компараторе 10 напряжения выходной сигнал генератора сравнивается с некоторым опорным напряжением. Выходной сигнал компаратора 10 поступает на один вход схемы 17 определения знака и величины рассогласования, на другой вход которой через переключатель 3 и шину 19 поступает входной сигнал. Если момент срабатывания компаратора 10 не совпадает с положительным фронтом входного сигнала, то на одном из выходов схемы 17 определения знака и величины рассогласования сформируется импульс, .длительность которого равна величине рассогласования.

Этот импульс, в зависимости от знака рассогласования, открывает третий токовый ключевой элемент 13 или же четвертый токовый ключевой элемент 14, подключая тем самым к входу дополнительного интегрирующего усилителя 12 третий источник 15 тока, либо четвертый источник 16 тока. Выходное напряжение дополнительного интегрирующего усилителя 12 при этом увеличивается либо уменьшается на величину, пропорциональную величине рассогласования. Это напряжение регулирует ток перво834828

Формула изобретения

Составитель В. Чижов

Редактор М. Лысогорова Техред А. Бойкас Корректор М. немчик

Заказ 4076 82. Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ro источника 7 тока, что приводит к изменению наклона пилообразного напряжения, и тем самым погрешность рассогласования сводится к нулю. При отсутствии рассогласования третий и четвертый токовые ключевые элементы 13 и 14 находятся в за5 крытом состоянии и напряжение на выходе дополнительного интегрирующего усилителя 12 не изменяется.

Таким образом, в предлагаемом генераторе выходное напряжение поддерживается стабильным и его точность не зависит от стабильности пассивных компонентов, Требуемый наклон пилообразного напряжения обеспечивается соответствующим выбором опорного напряжения на компараторе 10.

При переводе переключателя 3 режима работы в другое положение вход управления первого токового ключевого элемента 5 подключаетсяа входу счетчика 1 и к шине 2 генератора тактовой частоты .В этом режиме на выходной шине 21 функционального генератора формируется ступенчатонарастающее пилообразное напряжение.

Длительность ступенек и период повторения выходного сигнала определяются частотой тактового генератора и коэффициентом пересчета счетчика 1.

Функциональный генератор, содержащий шину входного сигнала, счетчик, вход которого подключен к шине тактовых импульсов, переключатель режима работы с первой и второй группой контактов, интегрирующий усилитель, вход которого подключен через первый и второй токовые ключевые элементы соответственно к выходам первого и второго источников тока, а его выход соединен со входами первого и второго компаратора напряжения, триггер, один вход которого подключен к выходу первого компаратора напряжения, а выход подключен к управляющему входу второго токового ключевого элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно введены шина источника постоянного напряжения, интегрирующий усилитель, третий и четвертый токовые ключевые элементы, третий и четвертый источники тока, схема определения знака и величины рассогласования и одновибратор, при этом вход дополнительного интегрирующего усилителя подключен через третий и четвертый токовые ключевые элементы соответственно к выходам третьего и четвертого источников тока, а выход подключен к входу первого источника тока один вход схемы т определения знака и величины рассогласования соединен с выходом второго компаратора напряжения, а другой вход подключен к входу одновибратора и через первую группу контактов переключателя режима работы — к шине входного сигнала и к выходу счетчика, первый и второй выходы схемы определения знака и величины рассогласования соединены соответственно с управляющими входами третьего и четвертого токовых ключевых элементов, а выход одновибратора соединен со вторым входом триггера, управляющий вход первого токового ключевого элемента подключен через вторую группу контактов переключателя режима работы к шине источника постоянного напряжения и к входу счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Applications of Operational Amplifiers Third — Generation Technigues Jегоld G.

Graeme, ffl.S.Е.Е., р. 170, ill. 5 18.

2. Авторское свидетельство СССР № 609496, кл. Н 03 К 4/02, 1976.