Функциональный генератор

Изобретение относится к электро-технике, вычислительной технике иавтоматике и может быть использованов преобразовательных устройствах сквазисинусоидальньм входным напряжением для. стабилизированного прецизионного электропривода, для генерациипериодических тригонометрических функциональных напряжений, для моделирующих и вычислительных установок.Цель изобретения - повышение стабильности генерируемого напряженияи повышение КПД генератора.На Фиг,1 представлена структурная схема Функционального генератора; на фиг.2 - схема инверторнойячейки; на Фиг3 - диаграмма, поясняющая сущность реализованного в генераторе способа стабилизации выходного напряжения генератора,Функциональный генератор (фиг,1)содержит задающий генератор 1, счетчик 2 импульсов, блок 3 памяти, дешифратор 4, инверторные ячейки 5. 52 ,5 нагрузку 6, измерительный выпрямитель 7, Фильтр 8 низкойчастоты, буферный усилитель 9, регулирующий транзистор 10, первый 11 ивторой 12 аналоговые компараторы,настроенные соответственно на высокий и низкий уровни падения напряжения на регулирующем транзисторе 10,элементы И 13 и 14, реверсивный счетчик 15, соединенные по приведеннойсхеме.Инверторные ячейки 5, могут быть1построены по любой схеме, реализующей многозкачную систему счисления.В качестве примера на фиг.2 приведен вариант схемы с использованиемотводов первичной обмотки трансформатора 16, подключенных через ключи 17-21 переменного тока к шинампитания. Вторичные о,бмотки 22 инверторных ячеек соединены последо. вательно между собой и нагрузкой,Функциональный генератор работаетследующим образом.Задающий генератор 1 вырабатывает импульсы с частотой 2= 4 ЯГ В,угде 8 - цифровая емкость Функционального генератора, определяемаяточностью формы выходного напряжения, связанной с количеством ступенек в четверти периода сигналаГ цчастота выходного сигнала генератора. Сигналы от генератора поступаютна вход счетчика 2 импульсов. Парап 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 лельный двоичный код с выходов счетчика 2 импульсов поступает на адресные входы блока 3 памяти. Блок 3 памяти до установки его в функциональ; ный генератор программируется так чтобы при смене кодов на группе адресных входов АО, А 1АМ и в определенном двоичном коде на дополнительной группе адресных входов ВО,В 1.ВМ на его выходе появлялся двоичный код, который при преобразовании его инверторными ячейками 5 в многозначный код, соответствовал в течение периода текущему значению ординаты аппроксимирующего сигнала, например сикусоидальному. При смене параллельного кода на входах ВО-ВМ и прежней вариации кодов ка входах АО-АЯ на выходе икверторных ячеек 5; также будет Формироваться синусои- . дальный сигнал, ноуже с большей,или меньшей амплитудой, Таким образом, в блок 3 памяти записываются коды нескольких синусоид с разными ампли ,фтудами, при этом выбор той или иной амплитулы синусоиды выбирается по адресным входам ВО-ВИ, а построение ординат синусоиды в соответствии с текущим временем производится по адресным входам АО-АМ, В четвертом квадранте (Фиг.3) кок;.эано, как при одних и тех же моментах времени , Сзаписаны разные коды синусоиды (пунктир и сплошная линия), для удобства представленкые в двоичной системе счисления.Выходной код с блока 3 памяти, преобразованный и усиленный дешифратором 4, поступает на информационные входы ключей 17-21 инверторных ячеек 5 Сигналы с выходных обмоток 22 инверторных ячеек 5 суммируются на нагрузке 6, синтезируя, например, синусоидальный сигнал, который после выпрямления измерительным выпрямителем 7 и Фильтрации фильтром 8 поступает в виде постоянного сигнала изменяющегося уровня на вход буферного усилителя 9 аналогового,стабилизатора, где сравнивается с опорным напряжением и напряжением раэбаланса и после его усиления воздействует на регулирующий транзистор 1.0, приотпирая его в случае снижения напряжения на выходе генератора относительно заданной величины либо прикрывая его в случае повышения напряжения.на выходе, Таким образом, на регулирующем5 15875транзисторе 10 может выделяться значительная мощность, приводящая к снижению КПД генератора и разогревутранзистора. В целях повышения КПДпредельное напряжение падения на транзисторе ограничивается уровнем срабатывания Чкомпаратора 12,При достижении этого уровня происходит срабатывание компаратора 12,его выходное напряжение отпирает элемент И 13, через который начинаютпроходить импульсы от задающего генератора 1 и поступать на вычитающий вход реверсивного счетчика 15,на выходе которого происходит уменьшение двоичного кода. Это, в своюочередь, приводит к изменению кодазаписанной синусоиды, т.е. выбирается изблока памяти программа, соответствующая записи синусоидЫ с меньшей амплитудой. Так, например, еслипри начальном коде ВО-ВМ выбрана программа синусоиды в соответствии спунктирными линиями (фиг,3 четвертый 25квадрант), то после смены кода ВО-ВМна новое значение выбирается программа синусоиды в соответствии со сплошными линиями. Это приводит к тому,что при неизменном напряжении питания синусоидальный сигнал на выходе уменьшается, регулирующий транзистор 10 приоткрывается, чтобыстабилизировать выходное напряжениеи.напряжение на нем уменьшается, КПДповышается, а нагре в снижае тся .Если же выходное напряжение упало по каким-либо причинам (уменьшилось напряжение питания, увеличилась нагрузка и т.д,) и регулирующий транзистор 10 открылся настоль-ко, что подошел к режиму насыщенияи дальнейшее .регулирование можетбыть невозможным, срабатывает компаратор 11, опорное напряжение которого У я настроено на допустимый минимум падения напряжения на регулирующем транзисторе 10, Отпираетсявторой элемент И 14, импульсы от генератора 1 поступают на суммирующийвход реверсивного счетчика 15, увеличивая его выходной код, что приводитк выбору в блоке 3 памяти программыс записью кодов синусоиды повышен ной амплитуды, срабатывает новоесочетание инверторных ячеек 5 - 5ии на выходе синтезируется синусоидас большей амплитудой, что приводитк подзапиранию транзистора 10 и уда 49 6лению его режима от зоны нечувствительности и стабилизации амплитуды синусоиды на выходе, хотя и используется для ее синтеза программа,рассчитанная на большую амплитуду,Таким образом, стабилизируется выходное напряжение и сохраняется достаточно высокий КПД функционального генератора.При использовании в аналоговом стабилизаторе астатической схемы регулирования, т,е, при введении в схему регулятора интегрирующего звена можно добиться высокой точности стабилизации выходного напряжения (в пределе с нулевой ошибкой).Цифровая емкость функционального генератора (Б,) определяется формулой Б = Я и,где и - количество записанных программ или зон регулирования; Я- цифровая емкость,обусловленная заданньы коэффициентом гармоник К Формула изобретенияФункциональный генератор, содержащий и последовательно соединенных инверторных ячеек, последовательно включенные задающий генератор, счетчик импульсов, блок памяти и дешиФ- ратор, выходы которого подключены к, управляющим входам соответствующих ,и инверторных ячеек, и реверсивный счетчик, входы вычитания и сложения которого соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И, подключенных первыми входами к выходу задающего генератора, свободные выводы первой и и-й инверторных ячеек подключены к нагрузке и к входам измерительного выпрямителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности генерируемого. напряжения иповышения КПД, в него введены фильтр низкой частоты, буферный усилитель, регулирующий транзистор и первый и второй компараторы, входы задания порогов срабатывания которых подключены к шинам соответственно первого и второго напряжений, первые и вторые информационные входы соединены соответственно с коллектором и эмиттером регулируемого транзистора, а выходы - с вторыми входами соответственно второго и первого элементов И, выход измерительного выпрямителя подключен через последовательно соединенные фильтр1587549 низкой частоты и буферный усилитель инверторных ячеек, дополнительнаяк 4 азе регулирующего транзистора, ко- группа адресных входов блока памятиторый включен последовательно с шиной подключена к выходам реверсивногоотрицательного. питающего напряжения , счетчика. Составитель А.МасловТехред А.Кравчук . Корректор.С.Шев Редак Патруш 56 аказВНИИПИ КНТ ССС тельский Пате н омби роизводственн г,ужгород, ул. Гагарина,сударственного комитета п 113035, Москва, ЖПодписное зобретениям и открытиям Раушская наб., д. 4/5