Функциональный генератор

(56) 1, Авторское свидетельство СССР В 198401 кл. С 06 С 7/26, 1967.2. Уа 1 йеп БоЬп Р., ТигпЬи 11 Р.С. Ад 3 пзйаЬ 1 е 7 о 1 га 8 е апй Ггеппепсу ро 1 урЬазе залпе чаче здпа 1 Непегаеог, "1 ВЕЕ Трапа. пй. Арр 1.", 2, 1976, У 3, с, 312-316 (прототип). (54)(57) ФУНКЦИОНАПЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий выходной усилитель мощности, выполненный в виде трансформатора, средний вывод первичной обмотки которого является входом питания, выходного усилителя мощности, и двух силовых транзисторов, коллекторы и эмиттеры которых соединены соответственно со свободными вывода ми первичной обмотки трансформатора и с общейшиной питания, а также бло управления, выполненный в виде последовательно включенных задающего генератора, делителя частоты, реверсивного счетчика, блока памяти, цифроаналогового преобразоватеключателя полярности, подсого двумя выходами к базам странзисторов вылодного усилности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыаения мощности выходного сигнала функционального генератора при обеспечении высокого КПД эа счет работы в режиме со следящим питанием, он содержит генератор треугольных импульсов, модулятор длительности прямоугольных импульсов и последовательно включенные между входом питания функционального генера- тора и входом питания выходного усилителя мощности силовой ключ ифильтр низкой частоты,. выход и два входа модулятора длительности прямоугольных импульсов подключены соответственно к управляющему входу силового ключа, к выходу цифроаналогового преобразователя и к выходу генератора треугольных импульсов, вход за-, пуска которого соединен с промежуточным выходом делителя частоты.Ф30 Изобретение относится к формировани 1 р (синтезу) электрических сигналов, описываемых тригонометрической,например синусоидальной, многоступенчатой функцией, и может найти 5применение в автоматике, вычислительной и преобразовательной технике.Известны функциональные генера- .торы, использующие цифровой синтезсинусоидальных или других периодических сигналов путем использованияв схемах управления оконечным каскадом счетчиков, регистров сдвига иЦАП, работающих в двоичном коде Г 1.Однако известные генераторы имеют 15малую выходную мощность, определяемую,возможностями операционного усилителя,включенного на выходе устройства,Наиболее близким по структуре построения схемы управления к изобрете нию является функциональный генератор, состоящий из транзисторно-трансформаторного усилителя мощности ицифровой схемы управления, содержащей последовательно соединенные генератор импульсов, делительчастоты, реверсивный счетчик, ьлокпамяти, цифроаналоговый преобразователь и переключатель полярности,подключенный к дифференциальномувходу усилителя мощности,Указанное устройство обладаеттакже малой выходной мощностью инизким КПД 21,Цель изобретения - повышение мощности выходного сигнала функционального генератора при обеспечении высокого КПД за счет работы в режиме соследящим питанием.Поставленная цель достигается тем,фчто функциональный генератор, содержащий выходной усилитель мощности,выполненный в виде трансформатора,средний вывод первичной обмотки которого является входом питания выход-ф 5ного усилителя мощности, и двух силовых транзисторов, коллекторы и эмитторы которых соединены соответственно со свободными выводами первичнойобмотки трансформатора н с общей аиной питания, а также блок управления,выполненный в виде последовательновключенных задающего генератора, делителя частоты, реверсивного счетчика, блока памяти, цифроаналогового 55преобразователя и переключателя полярности, подсоединенного двумя выходами к базам силовых транзисторов выходного усилителя мощности,содержит генератор треугольных импульсов, модулятор длительности прямоугольных импульсов и последовательно включенные между входом питанияфункционального генератора и входомпитания выходного усилителя мощности силовой ключ и фильтр низкойчастоты, выход и два входа модулятора длительности прямоугольных импульсов подключены соответственнок управляющему входу силового ключа,к выходу цифроаналогового преобразователя и к выходу генератора треугольных импульсов, вход запуска которого соединен с промежуточным выходом делителя частоты,На фиг. 1 представлена схемапредлагаемого функционального генератора; на фиг. 2 - эпюры напряжениятпитания Еп и вписанного по форме ступенчатого напряжения синтезированного синусондального сигнала Б,.Функциональный генератор (фиг. 1)содержит задающий генератор 1 (какправило, кварцевый), делитель 2 частоты с выходом для запуска реверсивного счетчика 3, блок 4 памяти, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 5,переключатель б полярности, силовыетранзисторы 7 выходного усилителямощности, трансформатор 8 выходногоусилителя мощности со средней точкой, фильтр 9 низкой частоты, генератор 10 треугольных импульсов, связанный с промежуточным выходом делителя 2 частоты, модулятор 1 1 длительности прямоугольных импульсов,второй вход которого связан с выходом ЦАП 5, силовой ключ 12, Фильтр 9низкой частоты (ФНЧ) состоит из дросселя 13, диода 14 и конденсатора 15.Генератор работает следующим образом,Выходная частота задающего генератора 1 делйтся делителем 2 частотыдо частоты несущей частоты модулятора 11, при этом чем она выше, темвыше частота среза ФНЧ и тем меньшеего габариты и фазовая задержка поосновной частоте, С основного выхода делителя 2 частоты происходит запуск кольцевого реверсивного счетчика, при этом номинал частоты ГдеА определяется выходной частотой генератора Иц) и количество ступенек (ш) в четверти периода г.=4 тпй (при ступеньках равной длительнос/36ННИИПИ Госпо делам13035, Моск 10 аказ 1 Подписноекомитета СССРи открытийская наб., д. 4/5. арственно изобретен Ж, Р"Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,3ти), БлОк ГГямяти заранее ГГ 1 ы) Граммируется под заданную форму выходного сигнала в течение четверти периода, причем длина его выходного слова равна длительности входного слова ЦАП 5. С выхода ЦАП 5 снимается сигнал, представляющий собой по форме., выпрямленный ступенчато-аппроксимированный синусоидальный сигнал. Для получения двухполярного сигнала 1 О и предварительного его усиления служит переключатель 6 полярности, осуществляющий запуск выходного усилителя мощности, Сигнал с выхода ЦАП 5 суммируется с треугольным сигналом 15 в модуляторе 11, с выхода которого осуществляется запуск силового ключа 12. Серия прямоугольных импульсов с длительностью, модулированной по синусоидальному закону, фильтруется ФНЧ 9 и осуществляет питание усилителя мощности напряжением по форме ЕГГ (фиг. 2).Функциональный генератор легко реа.Гизуетсяна стандартных микросхемах, 25 С целью исключения выходноготрансформатора усилитель мощностиможет быть выполнен по мостовой схеДля исключения влияния задержкипо фазе в ФНЧ 9 на искажение формыусиливаемого сигнала необходимо использовать частоту модуляции в 1020 раз выше выходной частоты гене-,ратора, а синусоидальный сигнал синтезировать с паузой (с нулевой ступенькой фиг. 2), либо. предусмотретьподстройку фазы в переключателе 5полярности,Таким образом, в предлагаемомгенераторе предусмотрено автоматическое слежение формы питающего напряжения за формой синтезируемого сигнала, а использование следяЩего питания обеспечивает высокий КПД, что позволяет изготовить функциональный генератор по ГИСтехнологии в микро- модульном исполнении.