Цифровой генератор синусоидальных сигналов

СОЮЗ (ХИЕТСНИХсоачлеливю иРЕСПУБЛИК 80.101 7 В.27 О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ тцрщаа сюидпвытвУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР(71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 762131, кл. Н 03 В 27/00, 1978.2. Авторское свидетельство СССР Ф 813798, кл, Н ОЗ Ь 7/16, 1979 (про" тотип).(54)(57) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР СИНУСОИДАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ, содержащий последовательно соединенные блок управления,генератор переменной частоты, первые .алгебраический сумматор, счетчик, постоянный запоминающий элемент, цифро"аналоговый преобразователь и переключатель полярности, а также первыйтриггер, выход которого подключен куправлякщему входу первого переключателя полярности, а первый управляющий вход первого алгебраического сум" матора подключен к выходу первого счетчика,. о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью обеспечения регулировки фаз трехфазных выходных сину" соидальных сигналов, в него введены последовательно соединенные вторые алгебраический сумматор., счетчик, постоянный запоминакщий элемент, циф" ро-аналоговый преобразователь и переключатель полярности, а также введен второй триггер, выход которого подключен к управляющему входу второго переключателя полярности, при этом сигнальный вход второго алгебраического сумматора подключен к выходу генераторапеременной частоты, а первый правляквий вход - к выходу второгочетчика, сигнальный вход первого и второго триггеров подключен к выходусоответственно первбго н второго счетчиков,а также введены сумматор, входи которого подключены к выходам первого н второго переключателей поляр- а ,ности,и блок установки сдвига Фаз, Вход которого подключен к выходу бло- ффффф ка управления,а выходи - к соответ:ствукщим управлякцим входам первых и вторых аглебраических сумматоров, фи счетчиков и триггеров; ФИзобретение относится к электротехнике, в частности к измерительнойехнике (средствам для проверки ваттметров и счетчиков электроэнергии),радиотехнике, передаче информации,например, в системах подавления одной боковой частоты для полученияоднополосного сигнала, к частотно"управляемым, электроприводам переменного тока (генераторам эталонногосигнала), а также к другим областямтехники, где необходимо иметь трехФазные напряжения или токи строгосинУсоиДальной формые РегУлиРУемойчастоты с точным 120 - фазовым сдвигом межцу ними и воэможностью измене ния порядка чередования фаз.Известен трехфазный генератор синусоидальных колебаний, выполненныйна аналоговых элементах, включающийзадающий генератор, квадратурный Фа- ;щзосдвигающий блок, два сумматора наоперационных усилителях и резисторы (1) .Основным недостатком данного генератора является то, что он.не гарантирует высокого качества синусоидальной формы сигнала из-за погрешностизадающего генератора и квадратурногоФазосдвигающего блока, а также необеспечивает изменение порядка чередо:,0вания Фаз,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является известный цифровой генератор синусои. дальных сигналов, содержащий последовательно соединенные блок управления,З 5генератор переменной частоты, первыеалгебраический сумматор, счетчик,постоянный эапоминакщий элемент, цифро-аналоговый преобразователь и переключатель полярности, а также первый 40триггер, выход которого подключен куправлякщему входу первого переключателя полярности, а первый управляю"щий вход первого алгебраического сумматора подключен к выходу первого 45счетчика (23Этот генератор обеспечивает высокое качество синусоидальной формысигнала в диапазоне частот от долейдо сотен килогерц. 50Недостатком известного генератораявляется отсутствие регулировки Фаэтрехфазных выходных скнусоидальныхсигналов.Цель изобретения - обеспечение регулировки фаз трехфазиых выходныхскнусокдальных сигналов.Цель достигается тем, что в цифро вой генератор синусоидальныхсигналов, содержащий последовательно соединенные блок управления,генератор б 0переменной частоты, первые алгебраи"ческийсумматор, счетчик, постоянныйзапоминающий элемент, цифра-аналого"вый преобразователь и переключательполярности, а также первый триггер, 65 вьжод которого подключен к управляю" щему входу первого переключателя полярности, а первый управлякщий вход первого алгебраического сумматора подключен к выходу первого счетчика, введены последовательно соединенные вторые алгебраический сумматор, счетчик, постоянный запоминающий элемент, цифро-аналоговый преобразователь и переключатель полярности, а также введен второй триггер, выход которо" го подключен к управлякщему входу второго переключателя полярности, при этом сигнальный вход второго ал" гебраического сумматора подключен к выходу генератора переменной частоты, а первый управляющий вход - к выкоду второго счетчика, сигнальный вход первого и второго триггеров подключен к выходу соответственно первого и второго счетчиков, а также введены сумматор, входы которого подключены к выходам первого и второго переклю" чателей полярности, и блок установки сдвига фаз, вход которого подключен к выходу блока управления, а выходык соответствукщим входам первых и вторых алгебраических сумматоров, счетчиков и триггеров.На Фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого цифрового генератора синусоидаль" ных сигналов; на Фкг. 2 " осциллограммы генерируемых сигналов.Цифровой генератор синусоидельных сигналов содержит блок 1 управления, генератор 2 переменной частоты, алгебраические сумматоры 3 и 4, блок 5 установки сдвига фаз, счетчики б и 7, триггеры 8 и 9, постоянные запоминающие элементы (ПЭЭ) 10 и 11, цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 12 к 13, переключатели 14 и 15 полярности к сумматор 16. ЦиФровой генератор синусокдальных сигналов работает слЕдующим образощ.В зависимости от величины сигнала с блока 1 управления генератор 2 пе" ременной частоты вырабатывает прямоугольные импульсы с частотой от 0 до единиц миллигерц. Алгебраические сумматоры 3 к 4 пропускают импульсы на вход прямого или обратного счета счетчиков 6 к 7.0 т нуля на выходе да воз" можно полного заполнения разрядов счетчики б и 7 работают в режиме сложения, затем по команде алгебраичес" ких сумматоров 3 и 4 в режиме вычитания до нуля на выходе и т.д. (снова происходит повторение цикла). В ПЗЭ .10 и 11 предварительно.записаны двоичные кодовые комбинации, соответствукщие дискретная значениям 83.п К в интервале ф 4 0 " 9 бф, при этом нуль кмаксимально возможное заполнение разрядов счетчиков б и 7 соответствует границам указанного интервала Ы.1019979 3На выход ПЗЭ 10 и 11 прн непрерывной работе счетчиков б н 7 непрерывно поступают двоичные коды Функции81 п о(поочередно в интервале о( О - 90ои 90 - 0, т.е. половина периода синусоиды. Частота повторения сигнала 5пропорциональна частоте следованияимпульсов с выхода генератора 2.пере"менной частоты, Сигнал.81 п Ы в ЦАП12 и 13 преобразуется в аналоговуюформу, на выходе .которых вырабатываются полуволнйсинусоидаодной поляр-., ноети,Для того, чтобы. получить полный:период изменения скиусоидального сиг нала в .устройстве используются триг"геры 9 и 9, которые при каждом повторении цикла счетчика счетчиками б и7 подают команду на срабатывание переключателей Ъ 4 и 15 полярности.Блок; 5 установки сдвига Фаз позво-ляет по команде с блока 1 управлейия:записывать исхсщные двоичные комбинации в разрядах счетчиков .б и 7 илй;стирать их, Запись начальных условийв один иэ счетчиков означает сдвигфазы синусоидальиого сигнала на выхо-де А, относительно выхода С. При этомвесьма точно и надежно можно установить любой сдвиг фазы в том числеи 126 э,На сумматоре 16 выполняется сумми- ЗОрование двух синусоидальных сигналов А н С, сдвинутых по фазе йа, 120(34 п а(, +343%(0(,-1 ЙО Дйэ 43 ъ(,Ь 120 3 н получается на выходе В третий сигнал, необходиьвй в симметричной трехФазной системе (Фиг. 2,а).По команде с блоКа 1 управления можно с помсвцью блска 5 установки сдвига Фаэ практически мгновенно пе" реписать начальные, условия сдвига Фазы на 120 фс одного. счетчика на другой и тем самым изменить порядок чередования, Фаз (Фиг. 2, б). Наличке задатчнка интенсивности и блока перемножения обеспечивает плавное изменение частоты и амплитуды сигнала с изменением, порядка чередования Фаз при нулевой частоте (Фиг. 2, с).Таким образом, устройство позволяет получить весьма точную симметричную трехфазную систему синусоидальных сигналов с плавно регулируемой частотой. в диапазоне от .0 до сотен килогерц и возможностью изменения порядка чередования Фаз.Технико-экономический эффект от применения. предлагаемого устройства заключается в его:точности, надежнос ти работы, отсутствии необходимости регулировки и технологичности изготовления, а также в широкой универсальности, позволяющей .применять его в"различных областях техники.1019579 Корректор О.вила одписн Филиал ППП фПатент, г.уагород, ул.Проектная,Редактор Н.Лазар мЗаказ 3723/50 ВНИИПИ по д 11303Составитель Н,Матвиенкоко Техред.л.пекарьевчТираа 936 Посударств енного комитета СССРам изобретений и открытийМосква, 3 В, Раущская наб., д. 4