Перестраиваемый rc-генератор

СОЮЗ СОВЕТСНИХсоцидлистичеснихРЕСГ 1 УБЛИН 09) 01) 03 В 5/ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИ пО делАм изОБРетений сПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯИВйагаФ:,: ь С 8 ИДЕТЕЛЬСТ АВТОРСК узнецо"Энерго ьство СССР 197077 (про(54)(57) П содержащий между выхо которого в зависимой зи, а межд щим входом мой положиВАЕМЫЙ ЦС -ГЕНЕРАТонный усилитель,ЕСТ р и операц ом и и вертирующим входомцепь частотно-нельчой обратной свя лючера ицат код м и неинвертируючастотно-зависиобратной связи це льн(56) 1. Авторское свидетелУ 395959, кл. Н 03 В 5/262. Заявка ФРГ Ф 2003092кл. Н 08 В 5/26, опублик.тотип),мостом Вина, который содержит первыйи второй коммутируемые резисторы,параллельно которым включены соответственно первый и второй управляемые ключи, управляющие входы которых объединены, а также источникуправляющих импульсов с регулируемоскважностью, разделительный диод иделитель напряжения, вход которогоподключен к выходу операционного услителя, о т л и ч а ю щ .и й с ятем, что, с целью уменьшения коэффициента нелинейных искажений, выходелителя напряжения подключен кобъединеннью управляющим входам пеного и второго управляеь.ых ключейчерез разделительный диод к выходуисточника управляющих импульсов срегулируемой скважностью а к выходоперационного усилителя подключенвход введенного выходного фильтранижних частот.1107252 25 Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и можетбыть использовано при создании задающих генераторов и датчиков-преобразователей сигнала для генерирования электрических колебаний синусоидальной формы.Известен перестраиваемый ИС-генератор, содержащий широкополосный уси литель с мостом Вина в цепи положи тельной обратной связи, при этом в мост Вина включен диодный ключевой блок, а также последовательно соединенные источник управляющих импульсов с регулируемой скважностью и инвертор, выходы которого через разделительные диоды подключены к соответствующим управляющим входам диод- ного ключевого блока 13.Однако данный перестраиваемый КС-генератор имеет большой коэффициент нелинейных искажений.Наиболее близким техн ческим решением к изобретению является перестраиваемый С -генератор, содержащий операционный усилитель, между выходом и инвертирующим входом которого включена цепь частотно-независимой отрицательной обратной связи, а между выходом и неинвертирующим входом - цепь частотно-зависимой положительной обратной связи с мостом Вина, который соцержит первый и второй коммутируемые резисторы, параллельно которым включены соответ 35 ственно первый и второй управляемые ключи, управляющие входы которых объединены, а также источник управляющих импульсов с регулируемой скважностью разделительный диод и делиФ40 тель напряжения, вход которого подключен к выходу операционного усилителя, а также дополнительные операционные усилитель, разделительный диод и два делителя напряжения 2.45В известном перестраиваемом РС-генераторе электронная перестройка частоты осуществляется изменением скважности импульсов, коммутирующих частотно-задающие резисторы моста50 Вина с помощью ключей на полевых или биполярных транзисторах, причем частота коммутации выбирается большей частоты генерируемых колебаний. Однако известный 1 -генератор 55 имеет значительные нелинейные искажения выходного синусоидального сигнала, вызванные молупяцией сопротивления открытого ключа генерируемым синусоидальным сигналом.Цель изобретения - уменьшение коэффициента нелинейных искажений,Цель достигается тем, что в перестраиваемом РС -генераторе, содержащем операционный усилитель, между выходом и инвертирующим входом которого включена цепь частотно-независимой отрицательной обратной связи, а между выходом и неинвертирующим входом - цепь частотно-зависимой положительной обратной связи с мостом Вина, который содержит первый и второй коммутируемые резисторы, параллельно которым включены соответственно первый и второй управляемые ключи, управляющие входы которых объединены, а также источник управляющих импульсов с регулируемой скважностью, разделительный диод и делитель напряжения, вход которого подключен к выходу операционного усилителя, выход делителя напряжения подключен к объединенным управляющим входам первого и второго управляемых ключей и через разделительный диод к выходу источника управляющих импульсов с регулируемой скважностью, а к выходу операционного усилителя подключен вход введенного выходного фильтра нижних частот.На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого перестраиваемого РС-генератора.Перестраиваемый 1 С-генератор содержит операционный усилитель 1, цепь 2 частотно-независимой отрицательной обратной связи, цепь 3 частотно-зависимой положительной обратной связи с мостом Вина ч, первый и второй управляемые ключи 5 и 6, источник 7 управляющих импульсов с регулируемой скважностью, разделительный диод 8, делитепь 9 напряжения и Фильтр 10 нижних частот, при этом мост Вина ч состоит из первого и второго конденсаторов 11 и 12, первого и второго резисторов 13 и 14 и первого и второго коммутируемых резисторов 15 и 16, а делитель 9 напряжения состоит из резисторов 17 и 18. Перестраиваемый ЙС-генератор работает следующим образом.Частота генерируемых колебаний определяется параметрами элементов моста Вина 4,7252 з110В рабочем режиме средняя частота1 генерируемых сицусоидальцых колеба-,ний определяется выражением 111 КоПКс 12 ЛСК э Ко (Ко+К) Т 3при условии, когда С = С, = С 12 Ко К 4 Кн КЯ 45 6 1 где С 44,С 2 - емкости первого и второго конденсаторов 11и 12;К,К - сопротивления первогои второго резисторов13 и 14;К 4,Р., - сопротивления первогои второго коммутируемых резисторов 15 и 16;1. - длительность импульсаисточника 7;Т - период следования импульсов источника 7,При этом должно выполняться соотношение. : в,К 4 Ч К 46 44 а частота импульсов источника 7, коммутирующего первый и второй управляемые ключи 5 и 6, должна выбираться много большей частоты 1 генерируемого синусоидального сигнала.Для уменьшения нелицейцых искажений, вызванных модуляцией активного сопротивления открытых первого и второго управляемых ключей 5 и 6, выполненных ца полевых транзисторах, генерируемым сицусоидальным сигналом из-за "плавания потенциала истоковполевых транзисторов, подключенных к непцвертирующему входу операционного усилителя 1, ца затворы полевых транзисторов первого и второго управляемых ключей 5 и 6 подается напряжение генерируемого синусоидального сигнала, по величине и фазе совпадающее с напряжением ца их истоках, Для этого затворы полевых транзисторов первого и второго управляемых ключей 5 и 6, являющиеся управляющими входами, объединены и подключены к выходу операционного усилителя 1 через делите.ць 9 напряжения, коэхициецт передачи которого должен быть близок к коэффициенту передачи моста Вица 4 ца резонансной частоте Разделительный диод 8 обеспечивает режим работы первого и второгоуправляемых ключей 5 и 6. При поступлении от источника 7 управляю Ощего импульса положительной полярности разделительный диод 8 закрывается, и напряжение на затворахполевых транзисторов первого и второго управляемых. ключей 5 и 6 задается делителем 9 напряжения, обеспечивающим равенство этого напряжениянапряжению на истоках полевых транзисторов (открытое состояние первогои второго управляемых ключей 5 и 6).При поступлении от источника 7 управголяющего импульса отрицательной полярности разделительный диод 8 открывается, и напряжение на затворахполевых транзисторов первого и второго управляемых ключей 5 и 6 определяется суммой напряжений на источнике 7 и делителя 9 напряжения, которая должна быть больше напряженияотсечки полевых транзисторов (закрытое состояние первого и второгоуправляемых ключей 5 и 6).Фильтр 10 нижних частот, подключенный к выходу операционного усили-,теля 1, устраняет высокочастотныесоставляющие в генерируемом синусо идальном сигнале, обусловленные коммутацией первого и второго управляемых ключей 5 и 6. Технико-экономический эффект за О ключается в том, что благодаря уст"ранению модуляции сопротивлений открытых управляемых ключей, выполненных на полевых транзисторах, удается снизить коэффициент нелинейных искажений в перестраиваемом 1 С-генераторе до величины (0,08-0,12)7. в диапазоне генерируемых частот 35-65 Гц при частоте коммутирующих управляющих импульсов 10 кГц.50Это позволит существенно повысить качество настройки частотных устройств автоматики и релейной защиты энергосистем, Ориентировочный расчет показывает, что годовой эко- номический эффект от внедрения разрабатываемого генератора составляет 113 руб, на одно изделие.1107252 Составитель Н.Матвиенкоедактор Р.Цицика Техред М, Гергель ектор М,Демчи сное Заказ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5774/41 Тира ВНИИПИ Государс по делам из 113035, Москва, 862 Поденного комитета СССРретений и открытий