Генератор импульсов точной и линейноизменяющейся амплитуды

Всс;союбнея ч теен О и А.ЙБтт е ИЗОБРЕТЕНИЯ Сеооз Соеетскмк Сеа 4 иалистмчесхма Республик(22) Заявлено 10,01.77(21 2439305/18-21с лрнсоедммеммем заяекм Нов(5)М. Кл. Н 03 К 4/90 ГосуАарстааннма комитет СССР оо асаам азобрстенпа и открытка( 54 ) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОЧНОЙ И ЛИНЕЙНОИЗМЕНЯОЦЕЙСЯ АМПЛИТУДЫ Изобретение относится к импульсной технике,Известен генератор импульсов слинейноизменяющейся амплитудой,состоящий из последовательно соединенных генератора импульсов, счетчика импульсов, делителя частотыимпульсов, одновибратора и модулятора, преобразующего постоянноенапряжение в импульсные сигналы.В этом генераторе может быть использован генератор линейнонарастающегонапряжения, содержащий пусковой элемент, блок установки числа, регистрчисла и второй счетчик с блокомуправления 11.Основным недостатком генератораимпульсов линейноменяющейся амплитуды является значительная величинадифференциальной нелинейности, чтоне позволяет повысить точность измерений, а также большая основная погрешнос ть.Наиболее близким по техническойсущности к заявленному являетсягенератор, содержащий пусковой элемент, выходы которого соединены совходом блока установки числа и первым входом блока управления, регистрчисла, первый вход которого соединен с выходом блока установки числа,второй его вход соединен через делитель с выходом счетчика импульсов,одним входом ключа и входом делителя 5 частоты, первый выход регистра числасоединен со вторьм входом блокауправления, а выход ключа подключенко входу второго счетчика импульсов,генератор импульсов, выход которого 10 соединен со вторыми входами упомянутых счетчиков, одновибратор, входкоторого соединен с выходом делителя частоты, а один выход соединенс первым входом модулятора 21.15 Недостатком данного генератораявляется недостаточная стабильностьамплитуды и дифференциальной линейности выходных сигналов.Цель изобретения - повышение ста бильности амплитуды и дифференциальной линейности выходных сигналов.Поставленная цель достигаетсятем, что в генератор, содержащийпусковой элемент, выходы которого 25 соединены со входом блока установкичисла и первым входом блока управления, регистр числа, первый входкоторого соедин=н с выходом блокаустановки числа, второй его вход 30 соединен через дели ель с выходомпервого счетчика импульсов, одним входом ключа и входом делителя частоты, первый выход регистра числа соединен со вторым входом блока управления, а выход ключа подключен ко входу второго счетчика импульсов, генератор импульсов, выход которого соединен со вторьичи входами упомянутых счетчиков импульсов, одновибратор, вход которого соединен с выходом делителя частоты, а один выход соединен с первым входом модулятора, и сумматор, введены триггер, допол" нительный ключ, три интегрирующих Фильтра, блок введения попра" вок, логический элемент ИЛИ и два транзисторных ключа, при этом триггер, дополнительный ключ и интегрирующие фильтры включены последовательно между выходом второго счетчика импульсов и вторым входом модулятора, второй вход триггера соединен с выходом первого счетчика импульсоэ,выход блока введения поправок соединен с одним входом сумматора выход которого соединен со вторым входом ключа, а второй вход - с выходом регистра числа, причем входы блока введения поправок соединены с первым и вторым выходом блока управления, третий выход которого подключен ко входу одного транзисторного ключа и одному входу логи. ческого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен со вторым входом блока управления, а выход логического элемента ИЛИ соединен со входом второго транзисторного ключа и вторым входом одновибратора, причем упомянутые первый и второй транзисторные ключи включены параллельно соответственно третьему и второму интегрирующим фильтрам. Кроме того, к выходу сумматора подключен блок индикации, а к выходу логического элемента ИЛИ подключен индикатор переходного режима.Структурная электрическая схема описываемого генератора приведена на чертеже. Генератор содержит пусковой элемент 1, блок установки числа 2,регистр числа 3, сумматор 4, ключ5, счетчик импульсов б, триггер 7,второй ключ 8, интегрирующие Фильтры 9,10,11, модулятор 12, блокуправления 13, блок введения поправок 14, транзисторные ключи 15,16,логический элемент ИЛИ 17, одновибратор 18, генератор импульсов 19,счетчик импульсов 20, делитель 21, делитель частоты 22, блок индикации23 и индикатор переходного процесса24. Выходной сигнал снимается с выхода 25.Принцип работы генератора заключается в следующем. 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 П; н га г оте в режим генерато 1 а то гнгй амянтулы в бяк у:тановки числ.з 2 задаг тс я число, сл ветстэующее ампиуле выходного нмгтульса,По коланде это чспо устанавливается в регистр числа 3 и далее через сумматор 4 (при поправке равной нулю) и ключ 5 записывается в счетчик 6. Иа вход счетчиков Ь и 20 с генератора 19, стабилизированного кварцем, непрерывно поступант импульсы, В момент переполнения опорного счетчика 20 (т.е. когда он устанавливается в ноль) в счетчик б записывается число и поэтому на выходе триггера 7 формируется временной интернал, по длительности пропорциональный числу. В те ениеэтого временного интервала ключ 8 соединяет вход первого фильтра 9 с источником напряжения (на чертеже не показан). При периодическом повторении этого процесса на выходе фильтра 11 выделяется постоянная составляющая напряжения, пропорциональная установленному числуОдновременно импульсы перегголнения опорного счетчика 20 пересчитываются делителем частоты импульсов 22 и запускают одновибратор 18, который при помощи модултора 12 формирует на выходе устройства 25 импульсы с амплитудой, пропорциональной установленному коду.Для того, чтобы полностью сгладить пульсации, постоянная времени всех Фильтров составляет более десяти секунд. Чтобы уменьшить это время сигнал с пускового элемента 1 одновременно поступает на блок управления 13, сигналы с которого замыкают транзисторные ключи 15 и 16, что соответственно резко уменьшает постоянные времени фильтров 10, 11. В результате этой операции время установления напряжения на выходе уменьшается более чем на порядок. При замыкании ключей 15, 16 пульсации на входе модулятора 12 значительно увеличиваются и поэтому сигнал с выхода логического элемента ИЛИ 17 блокирует одновибратор 18 и включает индикатор переходного процесса 24 . Блок введения поправок 1 4 и делитель 21 в этом режиме не работают.При работе в режиме генерации импульсов линейноизменяющейся амплитуды необходимо производить принудительную установку не только начального уровня модулируемого напряжения, но и начальных условий. Пуск этого режима производится пусковым элементом 1, но блок управления 13 устанавливает начальные условия в трех фазах. В первой фазе (также как и при генерации постоянной амплитуды) замыкаются оба транзисторных ключа 15 и 16 и устанавливается исходное напряжение на третьем фильт1 О 20 25 55 ре 11, Во второй Фазе через логический элемент ИЛИ 17 замыкается только транзисторный ключ 16, через блок введения поправок 14 и сумматор 4 в счетчик 6 вводится поправка, равная падению напряжения на фильтре 11 при формировании линейнонарастающего напряжения, и устанавливается напряжение на фильтре 10.Наконец, в третьей фазе,которая длится в течение всего времени нарастания напряжения, транзисторные ключи 15 и 16 выключаются и задается поправка, равная падению ;напряжения на обоих фильтрах 10,11.Постоянная времени фильтра 9 значительно меньше постоянных времени фильтров 10 и 11, так же как и при замкнутых транзисторных клю,ах 15,16.Для генерирования нарастающего напряжения импульсы переполнения счетчика 20 через делитель 21 поступают на счетный вход регистра числа 3, что приводит к плавному увеличению числа в счетчике 6. Наклон нарастающего напряжения определяется коэффициентом пересчета делителя 21, После переполнения регистра числа 3 сигнал переполнения поступает в блок управления 1.3, который производит снова установку начальных условий и пуск нарастающего напряжения, поддерживая генератор в циклическом режиме.Генератор импульсов позволяет задавать амплитуду импульса и скорость нарастания напряжения с высокой точностью, При этом не только улучшаются параметры генератора диФференциальная нелинейность и стабильность , но и появляется воз - можность проведения абсолютных измерений. Например, за один прохоп линейнонарастаюшего напряжения мож - но измерить ширину окна дифференциального дискриминатора по абсолютной величине, пересчетом числа импульсов на его выходе. Формула и зоб ре тен и я 1. Генератор импульсов точной и линейноизменяюшейся амплитуды,содержащий пусковой элемент, выходы которого соединены со входом блока установки числа и первым входом блока управления, регистр числа, первый вход"дорого соединен с выходом блока усгновки числа, второй вход соединен через делителн с выходом первого счетчика импульсов, одним 5 15 30 40 45 50 входом ключа и входом делителя частоты, первый выход регистра числасоединен со вторым входом блокауправления, а выход ключа подключен ко входу второго счетчика импульсов, генератор импульсов, выход которого соединен со вторымивходами упомянутых счетчиков импульсов, одновибра:ор, вход кото -рого соединен с выходом делителячастоты, а один выход соединен спервым входом модулятора, и сумматор, о т л и ч а ю ш и й с я тем,что, с целью повышения стабильности амплитуды и дифференциальной линейности выходных сигналов,в него введены триггер, дополнительный ключ, три интегрирующихфильтра, блок введения поправок,.логический элемент ИЛИ и два тран -зисторных ключа, при этом триггер,дополнительный ключ и интегрирующие фильтры включены последовательно между выходом второго счетчикаимпульсов и вторым входом модулятора, второй вход триггера соединен . с выходом первого счетчика импульсов, выход блока введения поправок соединен с одним входом сумматора, выход которого соединен со вторым входом ключа, а второй входс выходом регистра числа, причемвходы блока введения поправок е эс: -динены с первым и вторым выходомблока управления, третий выход которого подключен ко входу одного тран -зисторного ключа и одному входу логического элемента ИЛИ, второй входкоторого соединен со вторым выходомблока управления, а выход логическогс элемента ИЛИ соединен со входомвторого транзисторного ключа и вторым входом одновибратора, причемупомянутые первый и второй транзисторные ключи включены параллельносоответственно третьему и второмуинтегрируюшим фильтрам,2. Генератор импульсов по п.1,о т л и ч а ю ш и й с я тем, что,с целью оперативного контроля режима работы, к выходу сумматораподключен блок индикации, а к выходу логического элемента ИЛИ подключен индикатор переходного режима,Ис точн ик и информации, прин я тыево внимание при экспертчзе1. Рц 1 ве сепега 1 ог ппи 1 е Г ;. - 3.Техническое описание Фирмы США,1976,2. Патент Великобритании91389723, кл. Н 3 Т, 17.04,74,"гюСоставитель В,ЕгороваРедактор Д,Иепуришвили Техред З.фанта Корректор Е, ПаппЗакаэ 5305/53 Тирам 1060 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий 113035 Иосква, Ж, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП фПатент, г.умгород, ул, Проектная, 4