Цифровой генератор инфранизкой частоты

(22) Заявлено 27,06.72 (21) 1801859/21 51) М. Кл.о Н 03 К 4/02 присоединением заявк сударственный комитетоввта Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 23) Приоритет43) Опубликовано 05.12.76. Бюллетень45 (53 45) Дата опубликования описания 11.05.77 621. 37 3 (088.8 Авторыизобретени Д. А. Попов, С. К. Крылов и К. В. Капель(71) Заявител 54) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР ИНФРАНИЗКОЙ ЧАСТОТЫпоследнего разряда второг выходы которого соединень мого делителя напряжения.На чертеже приведена стр кая схема генератора. счетчика,ьные входами управляеурная эл ичес Изобретение относится к цифровои измерительной технике и может найти широкое применение в системах автоматического контроля повышенной точности.Известен цифровой генератор инфранизкой час тоты по авт. св, У 511681. Однако известныи генератор имеет большоикоэффициент несинусоидальных искажений ивследствие этого низкую точность формированиявыходного сигнала, 10Целью изобретения является уменьшение искажений выходного сигнала,Для этого в цифровой генератор инфранизкойчастоты по авт. св. У 511681 введены элемент И,входы которого подключены к выходам счетчика, 1 отриггер, вход которого соединен с выходом элемента И, ключ, один вход которого подключен квыходу генератора тактовых импульсов, а другойвход соединен с выходом триггера, второй счетчик,второй управляемый делитель напряжения и второй 20переключатель полярности, выход которого подключен параллельно нагрузке, его сигнальные входы соединены последовательно с входом управляемого делителя напряжения по делимому напряжению, а управляющий вход подключен к выходу 25 Цифровой генератор инфранизкой частоты содержит генератор тактовых импульсов 1, два двоич. ных счетчика 2 - 1 и 2 - 2 (собранные, например, на триггерах), два управляемых делителя напряжения 3 - 1 и 3 - 2 параллельного типа с двоично - взвешенными номиналами резисторов 3 - 1/(и - 1), 3 - 1/(т - 2), 3 - 1/О, номинальные сопротивления которых равны ор 11,а Ч,н Ъ/(и3 - 2/(П - 2), 3 - 2/О, номинальные сопротивления которых равны тем же значениям, что н у резисторов делителя 3 - 1, ключи 4 - 1, 4 - П, 5 - 1, 5 - тт, два переключателя полярности 6 - 1 и 6 - 2 с управляющими входами 7 - 1 и 7 - 2 и сигнальными входами 8 - 1 и 8 - 2. Кроме того, генератор содержит элемент И 9, триггер 10, ключ 11 и два источника опорного напряжения 12 - 1 и 12 - 2.Счетчики 2 - 1 и 2 - 2, управляемые делители напряжения 3 - 1 и 3 - 2 вместе с переключателями полярности 6 - 1 и 6 - 2 образуют устройства 13 - 1 и15ЗО3550 где Оо - напряжение источника опорного напряжения А - постоянный коэффициент,55 13 - 2, предназначенные для формирования сигналов.Существенным отличием предложенного цифрового генератора инфранизкой частоты от известных является то, что входы элемента И 9 подсоединены к выходам разрядов счетчика 2 - 1 такимобразом,что появление сигнала на выходе элементаИ 9 соответствует заполнению 1/3 емкости счетчикабез учета триггера старшего (я 1) =разряда или 1/6емкости с учетом этого триггера. Такое соединениеможно выполнить, если входы элемента И 9 подключить со всеми нечетными, разрядами счетчика2 - 1 - (последний (и + 1) - триггер не учитывается) причетном числе 11 разрядов счетчика или со всемичетными разрядами при нечетном числе разрядовсчетчика или со всеми четными разрядами принечетном числе разрядов счетчика 2 - 1, На чертежепоказаны связи в случае четного числа. По существув данном цифровом генераторе инфранизких частотиспользуются два устройства (только генератортактовых импульсоз является общим), причемзапуск второго устройства происходит со сдвигомпо фазе на 1/6 периода (или на 1/3 полупериода) засчет запускающего блока, состоящего из элементаИ 9, триггера 10 и ключа 11,Выходы устройств 13 - 1 и 13 - 2 соединеныпараллельно и к ним подключена нагрузка 14, причем по принципу действия данный цифровой генератор инфранизкой частоты является генераторомтока, поэтому сопротивление нагрузки 14 должныбыть много меньше выходного сопротивления устройства, а следовательно, выходные сигналы устройств 13 - 1 и 13 - 2 будут суммироваться нанагрузке 14.Генератор работает следующим образом,По запуску генератора тактовых импульсов 1начинает работать устройство 13 - 1, формируя нанагрузке 14 участок параболы. При заполнении 1/3емкости счетчика 2-1 открывается элемент И 9 исрабатывает триггер 10, открывая ключ 11. С этогомомента начинает работать устройство 13 - 2,формирующее точно такой же сигнал, как иустройство 13 - 1, но сдвинутый по фазе на 60 ф.Таким образом на нагрузке 14 происходит суммирование двух одинаковых периодических сигналов,сдвинутых по фазе.При разложении суммарного сигнала по гармоническим составляющим амплитуды гармоник будут равны= 2 СОВКА 11КК 5 2- номер гармоники,й(Р - угол, сдвига фаз между сигналами (внашем случаеЬфЛ ) .5Из выражения 1 следует, что все гармоники,кратные трем, из выходного напряжения исчезнут,так какП Й РСОВ К - = С 06 3 (2 й) - = С 06 (2 й- М) Е О6 б 2Поскольку при разложении в ряд периодической кривой, состоящей из участков параболы, присутствуют только нечетные гармоники, то в нашем случае кривая напряжения на резисторе 14 будет содержать только 1, 5, 7, 11, гармоники, Коэффициент несинусоидальных искажений Кнн с учетом только 5-й гармоники будет равен Мнн =0,8%, а с учетом 5 и 7 гармоник 1 сни (5,7) =0,85%.Учитывая, что амплитуды гармоник убывают пропорционально третьей степени своего номера, можно считать что следующие 11, 13. 17, гармоники не могут сколь - нибудь заметно увеличить кс эфйпчиент КннТаким образом, коэффициент Мнн для выходно. го напряжения предложенного цифрового генератора инфранизкой частоты можно считать равным 0,86%. Такая величина допустима для ряда весьма точных измерений.Несмотря на некоторое усложнение схемы цифрового генератора инфранизкой частоты, он все же проще, чем в случае непосредственного формирования синусоиды с такой же степенью точности.Кроме того, применение двух устройств для формирования выходного сигнала уменьшает слу. чайные инструментальные погрешности и, следовательно, повышает точность формирования.Формула изобретенияЦифровой генератор инфранизкой частоты по авт. св. У 511681, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения искажений выходного сигнала, в него введены элемент И, входы которого подключены к выходам счетчика, триггер, вход которого соединен с выходом элемента И, ключ, один вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а другой вход соединен с выходом триггера, второй счетчик, второй управляемый делитель напряжения и второй переключатель полярное.ти, выход которого подключен параллельно нагрузке, его сигнальные входы соединены последовательно с входом управляемого делителя напряжения по делимому напряжению, а управляющий вход подключен к выходу последнего разряда второго счетчика, остальные выходы которого соединены с входами управляемого делителя напряжения,По ак та Совета Министров ССС 13 729/33ЦНИИПН нраж 1024дарственного коми по делам изобретений и открытий5, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/ иал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная