Генератор качающейся частоты

Генератор качающейся частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 16.09. 80 (21) 2982366/18-09 с присоединением заявки М (53)M. Кл.

Н 03 В 23/00

Геоудорствкнный комитет

СССР (23) Приоритет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.06. 82. Бюллетень Мт 23 (53) УД К 621. 373..42(088.8) Дата опубликования описания 23 .06, 82. (72) Авторы изобретения

А.А.Тихомиров и Ю.К.Ануфриев (7l ) Заявитель г (54 ) ГЕНЕРАТОР КАЧАЮЩЕЙСЯ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования сигнала с качающейся частотой в измерительных устройствах различного назначения °

Известен генератор качающейся

5 частоты, содержащий последовательно соединенные формирователь ступенчатого напряжения, аналоговый ключ, формирователь управляющего напряжения, управляемый генератор, согласующих усилитель, первый фильтр, первый детектор, первый пороговый блок и первый триггер, выход которого соединен с управляющим входом формирователя управляющего напряжения последовательно соединенные второй фильтр, вход которого подключен к выходу согласующего усилителя, второй детектор.и второй пороговый блок,20 выход которого соединен с вторым входом первого триггера, элемент ИЛИ, .первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго пороговых блоков, и элемент задержки, выход которого соединен с управляктцим входом аналогового ключа 1 1).

Однако в известном устройстве относительно неширок диапазон качания частоты, так как на него налагаются ограничения, связанные с пре-. дельными возможностями плавной перестройки входящего в него фильтра, частотой среза которого определяется начало участка с измененной скоростью качания, перемещение которого по оси частот ограничено одной декадой.

Цель изобретения — расширение диапазона качания частоты.

Цель достигается тем, что в генераторе качающейся частоты, содержащем последовательно соединенные формирователь ступенчатого напряжения, . аналоговый ключ, формирователь управляющего напряжения, управляемый генератор, согласукхций усилитель, первый

40

3 93835 фильтр, первый детектор, первый пороговый блок и первый триггер, выход которого соединен с управляющим входом формирователя управляющего напряжения, последовательно соединенные второй фильтр, вход которого подключен к выходу согласующего усилителя, второй детектор и второй пороговый блок, выход которого соединен с вторым входом первого тригге- 10 ра, элемент ИЛИ, первый н второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго пороговых блоков, и элемент задержки, выход которого соединен с управля-1S ющим входом аналогового ключа, между выходом элемента ИЛИ и входом формирователя ступенчатого напряжения введен первый элемент И, между выходом согласующего усилителя и вхо- 2в дом элемента задержки введены последовательно соединенные первый формирователь импульсов, второй элемент И, запоминающее устройство, третий элемент И и четвертый элемент И, между выходом первого порогового блока и вторыми входами второго, третьего и четвертого элементов И введены соответственно второй триггер, второй формирователь им30 пульсов и третий триггер, .при этом выход второго формирователя импульсов соединен также с вторым входом запоминающего устройства, второй вход третьего триггера соединен с выходом запоминающего устройства, второй вход второго триггера соеди-, нен с выходом четвертого элемента И.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного устройства.

Генератор качающейся частоты содержит первый триггер 1, формирователь 2 управляющего напряжения, управляемый генератор 3, согласующий усилитель 4, первый фильтр 5, 43 первый детектор б, первый пороговый блок 7, элемент ИЛИ 8, первый элемент И 9, формирователь 10 ступенчатого напряжения, аналоговый ключ

11, второй фильтр 12, второй детектор 30

13, второй пороговый блок 14, первый формирователь 15 импульсов, второй элемент И 16, запоминающее устройство 17, третий элемент И 18, четвертый элемент И 19, элемент 20 задержки, второй триггер 21, второй формирователь 22 импульсов и третий триггер 23.

7 4

Сущность решения заключается в том, что путем регулирования периода следования импульсов с выхода формирователей 15 и 22 импульсов изменяется число, соответствующее количеству периодов частоты качания, которое успевает записаться в запоминающее устройство 17 за время, соответствующее периоду следования считывающих импульсов.

Таким образом, плавно регулируя частоту считывающих импульсов, можно получить плавную задержку появления управляющего импульса на выходе четвертого элемента И 19 относительно начала периода качания частоты

Генератор качающейся частоты работает следующим образом.

При подаче питакицнх напряжений на генератор качающейся частоты первый триггер 1 может находиться в произвольном состоянии. Напряжение с его выхода, воздействуя на вход формирователя 2 управляющего напряжения, вызывает формирование линейно изменяющегося напряжения, причем полярность наклона пилы зависит от полярности входного напряжения поступающего с выхода первого триггера 1. Крутизна"зависит от величины напряжения, установленного в формирователе управляющего напряжения 2, и-от величины напряжения на выходе формирователя 10 ступенчатого напряжения, причем с последнего напряжение на формирователь 2 управляющего напряжения поступает при наличии разрешающего сигнала с элемента 20 задержки.

Допустим, увеличение выходной частоты управляемого генератора 3 вызывается линейно возрастающим напряжением формирователя 2 управляющего напряжения, тогда, если после включения генератора качающейся частоты с первого триггера 1 поступил сигнал управления в формирователь

2 управляющего напряжеьыя, с выхода которого поступает линейно возрастающее напряжение, частота на выхо де управляемого генератора 3 начинает увеличиваться.

Второй фильтр 12 настроен на верхнюю границу диапазона качания частоты. И когда с управляемого генератора 3 через согласующий усилитель 4 придет сигнал с частотой, совпадающей с зоной прозрачности

38357 6

5 9 фильтра 12, в последнем возникают резонансные колебания, которые после детектирования вторым детектором 13 поступают на второй пороговый блок 14. При достижении продетектированным напряжением уровня срабатывания второй пороговый блок !

4 вырабатывает импульсный сигнал, который через один из входов элемента ИЛИ 8, первый элемент И 9, при разрешающем значении управляющего напряжения Ч „ 2 на втором входе первого элемента И 9 устанавливает управляемый генератор 3 в исходное состояние, а первый триггер I перебрасывается, и формирователь 2 управляющего напряжения начинает вы,рабатывать линейно падающее напряжение, а частота выходного напряжения управляемого генератора 3 начинает уменьшаться. В этом случае вступает в работу первый фильтр 5, настроенный на нижнюю границу качания частоты, первый детектор 6 и первый пороговый блок 7, которнй перебрасывает первый триггер 1 в предыдущее состояние. При работе в режиме цифрового управления, когда на второй вход формирователя 10 ступенчатого напряжения подаются импульсы управления Ч 1, величина напряжения на выходе формирователя

10 ступенчатого напряжения зависит от числа импульсов, поступивших на его управляющий вход, на второй вход первого элемента И 9 подается разрешакиций сигнал V><>2, и тогда после . каждого цикла качания на вход формирователя 10 ступенчатого напряжения с выхода элемента ИЛИ 8, через первый элемент И 9 поступает сигнал "Сброс"

При работе в режиме аналогового управления на второй вход первого элемента И 9 подается запрещающий сигнал, отключающий формирователь 10 ступенчатого напряжения, а управляющее напряжение от внешнего источника V 3 подается на вход аналогового ключа 11.

В

В режиме регулировки скорости качания частоты внутри рабочего диапазона качания, т.е. для получения в диапазоне качания участка с измененной скоростью качания частоты надо установить период выходных импульсов второго формирователя 22 импульсов меньше времени качания . управляемого генератора 3 в одну сторону, например, для определен- устройства не работает. После этого подготовительного этапа в запоминающее устройство 17 начинают приходить и подсчитываться импульсы, с выхода элемента И 16. В момент появления требуемой частоты начала участка с регулируемой скоростью

55 ности в сторрну увеличения от F до F а

В этом случае синусоидальное напряжение от управляемого генератора

3, пройдя через согласующий усилитель 4 и формирователь 15 импульсов, попадает на вход элемента И 16.

В момент начала качания, а точнее во время пробега частотой управля10 емого генератора 3 начального участка диапазона качания, одновременно с командой на переброс первого триггера 1 из одного положения в другое, т.е. с командой на увеличение часто15 ты управляемого генератора 3, с выхода первого порогового блока 7 сигнап подается одновременно на разрешающий вход второго триггера 21, запрещающий вход третьего триггера 23, щ а также на вход внешнего синхрозапуска формирователя 22 импульсов, работающего в автоколебательном режиме с регулируемои частотой следования импульсов с большой екважно25 стью. При этом на выходе второго триггера 2 1 появляется напряжение с полярностью, открывающей второй элемент И 16, и импульсы с выхода фор- . мирователя 15 импульсов, пройдя через элемент И l6, попадают на вход запо -инающего устройства 17. Импульс, прошедший на вход внешнего синхрозапуска формирователя 22 импульсов, передним фронтом вызывает внеочеред35 ное срабатывание формирователя 22 импульсов, тем самым смещая период его работы к точке, определяемой моментом прихода внешнего запускающего синхроимпульса (например, как в

40 блокинг-генераторе), после чего на выходе формирователя 22 импульсов по" является импульс, попадающий одновременно на второй вход третьего элемента И 18 и второй вход, считывающий, запоминающего устройства.l 7, и передним фронтом вызывает срабатывание схемы. Но так как в момент прихода считывающего импульса в запоминающем устройстве 17 не было записано числа, то после опроса на его выходе импульс не появится и дальнейшая часть схемы

938357 качания, которая .выводится в регист- рирующем устройстве 24 (например, высвечивает), соответствующий выставляемому периоду следования импульсов на выходе формирователя 22 импульсов, с выхода последнего на считывающий вход запоминающего устройства 17 и на второй вход элемента И IS подается импульс, передним фронтом считывающий число, соответ- 10 ствующее частоте, в виде одного им-. пульса, который попадает одновременно на разрешающий вход третьего триггера 23, открывая его передним фронтом, и через открытые элементы И 18 и 19 укороченный импульс подается на вход элемента 20 задержки 1имеется в виду. задержка появления заднего фронта импульса относительно переднего фронта), где про- 20 исходит формирование его Длительности, что соответствует установке ширины участка с измененной скоростью качания частоты. Первым фронтом импульс с. выхода элемента И 19 пере- р брасывает второй триггер 21 в закрытое состояние, что предотвраща- . ет попадание на вход запоминающего устройства 17 новой серии импульсов после формирователя 15, и одновременно запускает схему элемента 20 задержки, на выходе которой одновременно появляется передний фронт формируемого нового импульса, поступающего на второй вход аналогового ключа 11 и открывающего его на время действия импульса. Далее, после окрнчания сформированного в элементе 20 задержки "длинного" импульса, аналоговый ключ 11 закрыва- 4 ется, что позволяет попасть напряжению Ч„, З или напряжению с„ выхода формирователя 10 ступенчатого напряжения (определяемого напряжением Н „ t) на второй вход формирова45 тсля 2 управляющего напряжения через аналоговый ключ 11. Полярность и величина напряжения на первом входе аналогового ключа 11 определяет наклон или крутизну участка с изме50 ненной скоростью качания, т. е. ско- . рость качания частоты внутри участка с измененной скоростью качания.

За время деиствия импульса, открывающего аналоговый ключ 11 напряжение с его выхода попадает на вход формирователя 2 управляющего напряжения и суммируется в нем с выходным напряжением с учетом поляркостей действующих напряжений, в результате чего изменяется напряжение, действующее на управляемый генератор

3, что приводит к изменению первоначального закона, действовавшего до открытия аналогового ключа 11.

Далее частота управляемого генера. тора 3 изменяется до максимальной частоты рабочего диапазона устройства и, попав в полосу фильтра 12, вызывает действие, описанное ранее.

При этом запоминающее устройство 17 счета и накопления не производит и элементы И 16, 18 и 19 закрыты.

При уменьшении частоты до величины, при которой частота попадает в полосу фильтра 5, процесс начинается заново. За время действия изложенного цикла при закрытых элементах И, формирователь 22 импульсов может успеть выдать один или несколько импульсов на считывающий вход запоминающего устройства 17. Сколько бы раз за этот цикл не появлялся считывающий импульс, на вход элемента

20 задержки импульс не попадает до момента прихода импульса с выхода порогового блока 7, подготавливающего устройство к работе и производящего привязку периода работы формирователя 22 импульсов к началу шкалы устройства и времени отсчета.

Таким образом, в предложенном устройстве за счет расширения диапазона перемещения участка с измененной скоростью качания частоты обеспечивается расширение диапазона качания частоты.

Формула изобретения

Генератор качающейся частоты, содержащий последовательно соединенные формирователь ступенчатого напряжения, аналоговый ключ, формирователь управляющего напряжения, управляемый генератор, согласующий усилитель, первый фильтр, первый детектор, первый пороговый блок и первый триггер, выход которого соединен с управляющим входом формирователя управ. ляющего напряжения, последовательно соединенные второй фильтр, вход которого подключен к выходу согласующего усилителя, второй детектор и второй пороговый блок, выход которого соединен с вторым в и цом первого триггера, элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответ1

Составитель Г.Захарченко

Редактор Н.Лазаренко Техред А. Ач

Корректор А.Ференц

Заказ 4478 77 Тираж 959

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская. наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 9 ственно с выходами первого и второго пороговых блоков, и элемент задержки, выход которого соединен с управляющим входом аналогового ключа, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона качания частоты, между выходом элемента ИЛИ и входом формирователя ступенчатого напряжения введен первый элемент И, между выходом согласующего усилителя и входом элемента задержки введены последовательно соединенные первый формирователь импульсов, второй элемент И, запоминающее устройство, третий элемент И и четвертый элемент И, между выходом первого порогового блока и вто38357 10 рыми входами второго, третьего и четвертого элементов И введены соответственно второй триггер ° второй формирователь импульсов и третий триггер, при этом выход второго формирователя импульсов соединен также с вторым входом запоминающего устройства, второй вход тпетьего триггера соединен с выходом.запоми1О нающего устройства, второй вход второго триггера соединен с выходом четвертого элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Авторское свидетельство СССР

Р 573849, кл. Н 03 В 23/00, 1976 (прототип).