Управляемый генератор гармонических сигналов

(зов 0 06 6 7/22 ГОСУДАРСТВЕНМЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский горный институт им. Г,В. Плеханова(56) Авторское свидетельство СССР ЬЬ 642724, кл, 6 06 6 7/26, 1976.Авторское свидетельство СССР йя 858010, кл, 6 06 6 7/22, 1980, (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ГЕНЕРАТОР ГАРМОНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано, в частности, в системах векторного управления в качестве датчика функций, а также в измерительной технике в составе задающих генераторов. Цель изобретения - повышение точности за счет повышения стабильности частоты гармонических сигналов,На чертеже представлена функциональная схема управляемого генератора.Генератор содержит первый и второй блоки 1, 2 умножения, вход 3 регулирования частоты, первый и второй интеграторы 4 и 5, первый и второй выходы 6, 7 генератора, блок 8 задания начальных условий, стабилизатор 9 амплитуды, содержащий первый блок 10 вычисления модуля, третий и четвертый блоки 11, 12 умножения, первый.пропорционально-интегральный оегулятор 13 (ПИ-регулятор), блок 14 деления, вход 15 регу.,Ж 1624485 А 1 2(57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано, в частности, в системах векторного управления в качестве датчика функций, а также в измерительной технике в составе задающих генераторов, обеспечивающих частотную и амплитудную модуляцию. Целью изобретения является повышение точности эа счет повышения стабильности частоты гармонических сигналов. Цель достигается тем, что генератор дополнительно снабжен четырьмя сумматорами, двумя блоками умножения, а также вторыми ПИ-регулятором и блоком вычисления модуля, 1 ил. лирования амплитуды генератора, пятый блок 16 умножения, суммирующий апериодицеский усилитель 17, вход 18 смещающего напряжения, первый и второй сумматоры 19 и 20, шестой и седьмой блоки 21, 22 умножения, третий сумматор 23, второй пропорционально-интегральный регулятор 24, четвертый сумматор 25, второй блок 26 вычисления модуля.Управляемый генератор работает следующим образом,Сигнал задания (юь ) с входа 3 регулирования частоты, поступающий через регулятор 24 и сумматор 25 на вторые входы блоков 1, 2 умножения (в виде сигнала и+), своей абсолютной величиной определяет коэффициент усиления в колебательном контуре, образованном блоком 1 умножения, интегратором 5, блоком 2 умножения и интегратором 4, и частоту генерируемых колебаний. При этом, так как выходные сигналы интеграторов 4, 1624485э е5(Х 1 = 3 п р; Х 2 = соз (р) поступают на первые входы соответственно блоков 1,2 умножения, на вторые входы которых подавая сигнал (со ) с выхода сумматора 25, на выходах блоков 2,1 умножения получаются сигналы,пропорциональные их произведениям. Эти сигналы поступают на входы сумматоров 20, 19, имеющих единичный коэффициент передачи по первому входу, а с их выходов поступают на входы интеграторов 4, 5 (связь между входными и выходными сигналами которых имеет вид:Ф (В 1 б 2ОЖ 2 = - , - в Х 1 = ) .фстСигналы, поступающие на вторые входы интеграторов 4, 5 с выходов блока 8 задания начальных условий определяют начальные значения амплитуд и фаэ сигналов на выходах интеграторов 4, 5 (на выходах 6, 7), Сигналы (Х 1; Х 2) с выходов интеграторов 4, 5 поступают нэ входы блока 10 вычисления модуля, выделяющего текущее значение амплитуды колебаний - Р+Вф 3, п " п вый вход регулятора 13, на второй вход которого подается сигнал задания амплитуды (р) с входа 15. Сигнал ошибки по амплитуде(ЛР =Рэ - р+ К 1, (Рз - р) от)ос выхода регулятора 13 поступает на второй вход блока 14 деления и нормируется делением его на величину амплитуды, поступающую на его первый вход. Сигнал относительной ошибки по амплитуде ( ЬР - в -) с выхода блока 14 деленияРпоступаеТ на первый вход блока 16 умножения, коэффициент передачи которого пропорционален сигналу (Кл = Ч 2+ К 1/йЪI) с выхода апериодического усилителя 17, На один вход апериодического усилителя 17 подается напряжение (Ч 2 = сопз 1) с шины 18 смещающего напряжения (для обеспечения работы при частотах близких к нулю), а на другой - сигнал ( К 1 lйо/), пропорциональный заданной частоте с выхода второго блока 26 вычисления модуля, на вход которого подается сигнал (аЪ ) задания частоты с входа 3 регулирования частоты генератора. Напряжение с выхода блока 16 умножения Ч 2 + К 1 ГиоГ ЛР = КлЬР:) поступает на вторые входы блоков 12, 11 умножения, на выходах которых при подаче на их первые входы напряжений с выходов интеграторов 5, 4 формируются сигналы параметрических обратных связей (МКпЬРМКп ЛР), поступающие на вторые входы сумматоров10 15 20 30 35 40 45 50 55 19 и 20, При этом знак обратных связей независимо от полярности сигнала на входе 3 регулирования частоты определяется по знаку ошибки амплитуды: если заданная амплитуда больше действительной амплитуды колебаний - обратные связи положительны, в противном случае - отрицательны, а при их равенстве коэффициенты обратных связей равны нулю и выходные сигналы сумматоров 19 и 20 равны входным. Коэффициент обратных связей определяется не только ошибкой по амплитуде, но и абсолютной величиной заданной частоты, в результате чего качество переходных процессов стабилизации не зависит от частоты колебаний и порядка чередования фээ.В результате на выходах 6, 7 генератора получаются гармонические сигналы стабильной амплитуды, равной заданной ( Р =Рз), На выходах шестого и седьмого блоков 21, 22 умножения формируются сигналы, пропорциональные произведениям входных сигналов ии ( созе созе ); ю( зпР зпр ), и на выходе третьего сумматора 23 иэ этих величин получается сигнал текущего значения частотыии (созр созе + зп зпр ) . Этот сигнал подается на первый вход регулятора 24, на второй вход которого поступает сигнал иъ задания с входа 3 регулирования. Получающийся на выходе регулятора 24 рэзностный сигналЛ Й) = ио - ш + Кр / ( 03 о - и ) Ь топодается на первый вход сумматора 25. Так как на второй вход сумматора 25 подается сигнал оз, с входа 3 регулирования частоты, то на выходе сумматора 25 формируется3суммарный сигнал (сигнал сдь фиксирует рабочую точку на статической характеристике регулирования частоты генератора и, следовательно, регулятор 24 работает в окресностях этой точки). В результате снижаются ошибка управления (разность между заданной и действительной частотой) и чувствительность частоты к изменению параметров элементов колебательной системы.Формула изобретения Управляемый генератор гармонических сигналов, содержащий первый и второй интеграторы, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами устройства и соединены с первыми входами соответственно первого и второго блоков умножения, с первыми входами соответственно третьего и четвертого блоков умножения, с первым и вторым входами первого блока вычисления модуля, выход которогосоеди1624485 Составитель В,АлекперовРедактор М,Келемеш Техред М,Моргентал Корректор А.Долинич Заказ 192 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 нен с первым входом первого пропорционально-интегрального регулятора и с входом делителя блока деления, вход регулирования амплитуды генератора подключен к второму входу первого пропорционально-интегрального регулятора, выход которого соединен с входом делимого блока деления, выход которого соединен с первым входом пятого блока умножения, второй вход которого подключен к выходу суммирующего апериодического усилителя, а выход пятого умножения соединен с вторыми входами третьего и четвертого блоков умножения, первый вход суммирующего апериодического усилителя подключен к шине смещающего напряжения генератора, вторые входы первого и второго блоков умножения объединены, первый и второй выходы блока задания начальных условий соединены с входами задания начальных условий соответственно первого и егорого интеграторов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности за счет повышения стабильности гармонических сигналов, в него введены первый, второй, третий и четвертый сумматоры, второй блок вычисления модуля, второй пропорционально-интегральный регулятор, шестой и гедьмой блоки умножения, причем выходы первого и второго блоков умножения соединены с первыми входами соответственно первого и второго сумматоров, вторые входы которых подключены к выходам соответственно чет вертого и третьего блоков умножения, э выходы первого и второго сумматоров соединены с информационными входами соответственно второго и первого интеграторов и с первыми входами соотеетствен О но шестого и седьмого блоков умножения,вторые входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго интеграторов. а выходы шестого и седьмого блоков умножения соединены соответст венно с первым и вторым входами третьегосумматора, выход которого подключен к первому входу второго пропорционально- интегрального регулятора, второй вход которого подключен к входу регулирования 20 частоты генератора, через второй блок вычисления модуля - к второму входу суммирующего апериодического усилителя и непосредственно к первому входу четвертого сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго пропорционально-интегрального регулятора, а выход четвертого сумматора соединен с вторыми входами первого и втооого блоков умножения.