Генератор переменной частоты

:ЛиатВСЕ 1 ЯЫТ,ЛН"; з" ; ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ очника эталонного.С. БердяевСид орич ев видетельствоН 03 К 7/06, 1973.детельство СССРК 7/06, 1976 ЯСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) 1, ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТЫ, содержащий коммутатор, входыкоторого соединены с источникомвходного напряжения, один пороговыйэлемент, один источник эталонногонапряжения, выход которого подключен к первому входу одного порогового элемента, о т л н ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения области применения генератора,в него введены другой пороговыйэлемент, другой источник эталонногонапряжения, первый и второй дифференцирующие элементы, инвертор иэлемент 2 И-НЕ, выход другого исключен к первому входу другого порогового элемента, выход коммутатора подключен к вторым входам одного и другого пороговых элементов, выходы которых через первый и второй дифференцирующие элементы подключены к третьим входам одного и другого пороговых элементов соответственно, выход одного порогового элемента подключен к первому входу элемента 2 И-НЕ, выход другого порогового элемента через инвертор подключен к второму входу элемента 2 И-НЕ, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора.2. Генератор по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что пороговый элемент содержит два резистора и компаратор, первый и второй входы элемента через первый и второй резисторы соответственно подключены к инвертирующему входу компаратора, неинвертирующий вход которого соединен с третьим входом порогового элемента.1 11Изобретение относится к импульсной техниКе и может быть использовано в преобразователях перемещенияв код компенсационного типа,Известны генераторы переменнойчастоты, содержащие пороговые элементы, интегрирующий элемент, токозадающие элементы, ключи, соединенные с источником входных сигналовВыХодной триггер 1.1 3Недостатком известных генераторовявляется отсутствие выходных импульсов по второму каналу при изменении полярности входного напряжения, что ограничивает область ихприменения.Наиболее близким техническим решением к изобретению является генератор переменной частоты, содержащий коммутатор, входы которого соединены с источником входного напряжения, один пороговый элемент, одинисточник эталонного напряжения,вы"ход которого подключен к первомувходу одного порогового элемента,а вход соединен с выходом порогового элемента, прямой и инверсныйвыходы порогового элемента подключены к управляющим входам коммутато-.ра, первый и второй выходы которогочерез интегратор подключены к второму входу порогового элемента, атретий выход коммутатора подключенк третьему входу порогового элемента 1.2 ),Недостатками известного генератора являются отсутствие импульсовпо второму каналу прн измененииполярности входного напряжения иблизкая к линейной зависимость между входным напряжением и выходнойчастотой импульсов, что ограничивает область применения генератора.Целью изобретения является расщирение области применения генератора переменной частоты,Поставленная цель достигаетсятем, что в генератор переменнойчастоты, содержащий коммутатор,входы которого соединены с источ"ником входного напряжения, одинпороговый элемент, один источникэталонного напряжения, выход которого подключен к первому входу одного порогового элемента, введеныдругой пороговый элемент, другойисточник эталонного напряжения,первый и второй дифференцирующие эле 20484 2 5 ,0 15 20 25 30 35 40 45 50 55 менты, инвертор н элемент 2 И-НЕ, выход другого источника эталонного. напряжения, подключен к первому входу другого порогового элемента, выход коммутатора подключен к вторым входам одного и другого пороговых элементов, выходы которых через первый и второй дифференцирующие элементы подключены к третьим входам одного и другого пороговых элементов соответственно, выход одного порогового элемента подключен к первому входу элемента 2 И-НЕ, выход другого порогового элемента через инвертор подключен к второму входу элемен" та 2 И-НЕ, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора.1ФКроме того, пороговый элемент содержит два резистора и компаратор первый и второй входы порогового элемента через первый и второй резисторы соответственно подключены к инвертирующему входу коипаратора, неинвертирующий вход которого соединен с третьим входом порогового элемента.На чертеже представлена структурная схема генератора переменной частоты.Генератор содержит коммутатор 1, входы которого соединены с источником 2 входного напряжения, один пороговый элемент 3, один источник 4 эталонного напряжения, выход которого подключен к первому входу порогового элемента 3, другой пороговый элемент 5, другой источник 6 эталонного напряжения, первый 7 и второй 8 дифФеренцирующие элементы, инвертор 9 и элемент 2 И-НЕ 10, выход источника 6 эталонного напряжения подключен к первому входу порогового элемента 5, выход коммутатора 1 подключен к вторым входам одного 3 и другого 5 пороговых элементов, выходы которых через первый 7 и второй 8 дифференцирующие элементы подключены к третьим входам одного 3 и другого 5 пороговых элементов соответственно, выход элемента 3 подключен к первому входу элемента 2 И.-НЕ 10, выход элемента 5 через инвертор 9 подключен к второму входу элемента 2 И-НЕ 10, выход которого подключен к управляющему входу коммутатораКаждый из пороговых элементов 3 и 5 содержит два резистора 11 и 12112043и компаратор 13, первый и второйвходы порогового элемента черезпервьпЪ 11 и второй 12 резисторысоответственно подключены к инвертирующему входу компаратора 13,йеинвертирующий вход которого соединен с третьим входом пороговогоэлемента.Генератор работает следующимобразом,10Если напряжение источника 2 равно нулю или находится в зоне нечувствительности, то на выходепорогового элемента 3 будет логическая единица, а на выходе порогового элемента 5 - логическийнуль, поскольку коммутатор 1 подключает напряжение источника 2 квторым входам элементов 3 и 5 приналичии нулевого уровня на его управляющем входе или нулевой потенциал при наличии единичного уровняна управляющем входе коммутатора 1.,На первые входы элементов 3 и 5 поступают от источников 4 и 6 соответ 25ственно отрицательное -0и положительное +Бр опорные напряжения.На неимвертируюпде входы.компараторов 13 пороговых элементов 3 и 5подается нулевое напряжение черезрезисторы К дифференцирующих элеменЗбтов 7 и 8. Поэтому на выходе порогового элемента 3 будет логическаяединица, обусловленная более низким потенциалом на инвертирующемвходе компаратора, входящего в состав э 5порогового элемента 3, относительно потенциала на неинвертирующем входе. На выходе порогового. элемента 5будет логический нуль ввиду того,что.потенциал на инвертирующем входе компаратора порогового элемента 5 вьппе потенциала на его неинвертирующем входе.Таким образом, на обоих входахлогического элемента 2 И-НЕ 10 будут 4 элогические единицы за счет инвертирования выходного сигнала порогового элемента 5 инвертором 9, а науправляющем входе коммутатора 1 логический нуль, который однозначно 5 бприводит к тому, что на выход комму"татара 1 будет подаваться входноенапряжение 0При этом конденсатор С дифФеренцирующего элемента 7 будет заряжен, а дифференци- Ирующего элемента 8 - разряжен.При 0 +Бп состояние порогового элемента 5 не изменится, а на 84 4выходе порогового элемента 3 установится логический нуль, который приведет к появлению на управляющем входе коммутатора 1 логической единицы, под действием которой на выход коммутатора 1 поступит нулевое напряжение. С появлением на выходе порогового элемента 3 логического нуля конденсатор С дифференцирующего элемента 7 начнет разряжаться через резистор й., По мере разряда конденсатора С потенциал на резисторе й будет уменьшаться пО абсолютному значению и по достижении напряжения минус на выходе порогового элемента 3 установится высокий потенциал и начнется заряд конденсатора С. По переходу напряжения из логической единицы в логический нуль на выходе порогового элемента 3 формируется импульс,поступающий на выход генератора.В этом случае, когда Пп, ( -ц ; устройство будет работать аналогично за исключением того, что при этом будет срабатывать пороговый элемент 5, а выходной импульс сформируется на выходе инвертора 9.После одного импульса, сформированного на выходе порогового элемента 3 или 5, начнется формирование последующих импульсов. При этом для случая 0+У заряд конденсатора С дифференйирующего элемента 7 будет продолжаться до тех пор, пока потенциал на резисторе не уменьшится до значения напряжения на инвертирующем входе компаратора порогового элемента 3, так как при наличии на управляющем входе коммутатора 1 логического нуля обеспечивается поступление на выход компаратора 1 сигнала Б . После этого произойдет переключение порогового элемента 3 и установка на его выходе нулевого напряжения, что приведет в свою очередь к разряду конденсатора С через резистор Р и появлению логической единицы на управляющем входе коммутатора 1 и, следовательно, поступлению нулевого напряжения на выход коммутатора Напряжение на резисторе Р по мере разряда конденсатора будет увеличиваться и по достижении значения минус О/2 на выходе порогового элемента 3 установится высокий потенциал. Начнется очередной1120484 аз 7759/ заряд конденсатора С, . а на выходе коммутатора 1 будет присутствовать напряжение П , Таким образом будутЭхформироваться последующие выходные импульсы генератора.Формирование серии импульсов в генераторе, управляемом напряжением, происходит с большой частотой - частотой, близкой к граничной для элементов переключения, входящих в коммутатор 1; Так, например, в реальном устройстве, в которое входят ключи 143 КТ 1, достигается часто" та формирования серии импульсов до 800 кГц, Поэтому исключение динамической ошибки при использовании та" кого генератора в аналого-цифровом преобразователе вступает в противоречие с его динамической устойчивостью, Для сохранения всех преимуществ использования генератора в него введены дифференцирующие элементы 7 и 8, состоящие из конденсатора С и резистора Й. Такая цепочк 4 обеспечивает возможность фор мудрования серии импульсов с большойчастотой при больших входных напряжениях рассогласования и малой час-,тотой, доходящей до сотен герц,при напряжении рассогласования, 10 подходящем к зоне нечувствительнос-ти.Таким образом, предлагаемый генератор переменной частоты формирует импульсы по двум каналам взависимости от знака входного напряжения по нелинейному закону, причем частота выходных импульсов возрастает быстрее при увеличениивходного напряжения по абсолютнойвеличине. Это расширяет область при"менения генератора.