Генератор гармонических колебаний

(51) М. Кл.з Н 03 В 5/10 с присоединением заявки Йф(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) 1 фЕНЕРЪТОР ГЬРИОНИЧЕСКИХ КОЛЕБЪНИ ого и третьего уп- соответственно его, первого и вто усилителей 12 3. звестного генерато иапазон ег ли ра являет руемых ча Цель и 0 диапазона Указан что в гене второй иИзобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано при генерировании низкочастотных гармонических колебаний.Известны генераторы гармонических колебаний низкой частоты, содержащие интегрирующие и инвертирующие операционные усилители, соединенные е . в замкнутые последовательные цепи 11 3.Недостаток данного генератора - отсутствие возможности регулирования по частоте.Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности генератор гармонических колебаний, содержащий первый, второй и третий интегрирующие усилители, блок управления, амплитудный компаратор, вход которого подключен к выходу первого интег рирующего усилителя, первый блок управляемых ключей, ключи которого включены по одному в цепь отрицательной обратной связи соответствующего интегрирующего усилителя,.и второй блок управляемык ключей, первые выходы первого, второго и третьего управляемых ключей которого соединены соответственно с входами .первого, второго и третьего интегюиоующих усилителей, а вторые выходы первого, вторравляемых ключейс, выходами треть рого интегрирующихНедостатком иШся малый д р устот.зобретения - расширениерегулируемых частот,ная цель достигается тем,ратор, содержащий первый,третий интегрирующие усилители, блок управления, амплитудный компаратор, вход которого подключен к выходу первого интегрирующего усилителя, первый блок управляемых ключей, ключи которого включены по одному в цепь отрицательной20 обратной связи соответствующего интегрирующего усилителя, и второйблок управляемых ключей первые выходы первого, второго и третьегоуправляемых ключей которого соеди нены соответственно с входами первого, второго и третьего интегрирующих усилителей, а вторые выходыпервого, второго и третьего управляемых ключей которого соединены0 . соответственно с выходазаю третьего,первого и второго интегрирующихусилителей, введен третий блок управляемых ключей, первые выходы первого, второго и третьего управляемых ключей которого соединены соответственно с входами первого, второго и третьего интегрирующих усилителей, а вторые выходы первого, второго и третьего управляемых ключейкоторого соединены соответственнос выходами второго, третьего и первого интегрирующих усилителей, при 10этом выход амплитудного компараторасоединен с управляющими входами ключей первого блока управляемых ключей, выходы второго и третьего интегрирующих усилителей подключены 15к дополнительным входам амплитудного компаратора, а блок управлениявыполнен в виде широтно-импульсногомодулятора, первый выход которогоподключен к управляющим входам ключей второго блока ключейа второйвыход - к управляющим входам ключейтретьего блока управляемых ключей.На чертеже представлена структурная электрическая схема генераторагармонических колебаний.Генератор содержит первый 1, второй 2 и третий 3 интегрирующие усилители, амплитудный компаратор 4,блок 5 управления, первый б, второй7 и третий 8 блоки управляемых ключей, элементы цепей 9 положительнойобратной связи интегрирующих усилителей и элементыцепей 10 отрицательной обратной связи интегрирующих усилителей.35)Интегрирующие усилители 1-3 спомощью управляемых ключей блока 7включены в последовательную замкнутую цепь (цепь прямого генерированияколебаний), в которой усилители следуют в порядке 1-2-3, а с помощьюуправляемых ключей блока 8 в последовательную замкнутую цепь (цепьобратного генерирования колебаний),в которой усилители следуют в порядке 1-3-2. Управляющие входы ключейблоков 7 и 8 соединены с выходами11 и 12 соответственно блока 5 управления. Выходы усилителей 1-3 под-ключены к входам амплитудного компаратора 4, выход которого соединен суправляющими входами ключей блока 8.С помощью ключей блока 8 образуютсяцепи отрицательной обратной связи,охватывающие каждый из интегрирующих усилителей 1 - 3Каждая из цепей положительнойобратной связи содержит два резистора, общий вывод которых соединенс входом одного иэ усилителей, а .остальные два вывода соединены с выводами других двух усилителей,Каждая из цепей отрицательной об-ратной связи содержит два последовательно включенных резистора, об,щие точки соединения которых объединены с общими точками соединения резисторов других цепей отрицательных обратных связей.Устройство работает следующим образом.По сигналу К задания частотыблок 5 управления, выполненный в виде двухканального широтно-импульсного модулятора (ШИМ) формирует сигналы на выходах 11 и 12. При однойполярности сигнала Е сигнал ШИМ появляется на выходе 11 (на выходе 12в это время сигнал отсутствует), апри другой полярности - на выходе12 (на выходе 11 в это время сигналотсутствует). Скважность сигналовШИМ определяется величиной сигналаК. Период сигналов ШИМ выбираетсязначительно меньшим периода наибольшей из рабочих частот генератора.В соответствии с сигналом ШИМ, например, на выходе 11 и с помощью управляемых ключей блока 7 интегрирующие усилители 1-3 периодически включаются в цепь прямого генерирования колебаний. Каждый раз при этом цепь прямого генерирования ко-, лебаний образуется одними и теми жеключами и резисторами, благодаря чему поддерживается неизменной частота и амплитуда выходных колебаний.Аналогично при наличии сигнала ШИМ на выходе 12 и с помощью управляемых ключей блока 8 интегрирующиеусилители 1-3 периодически включаются в цепь обратного генерированияколебаний.Особенностью генератора являетсяраздельное управление блоками 7 и8 управляемых ключей, образующихцепи прямого и обратного генерирова.ния колебаний. При этом поддерживается высокое качество формы и расширяется диапазон регулируемых синусоидальных колебаний,Стабилизация амплитуды колебанийна заданном уровне осуществляетсяв генераторе с помощьн амплитудногокомпаратора 4, Здесь производитсяопределение амплитуды колебаний посигналам, поступающим с выходов интегрирующих усилителей 1-3 и сравнение ее с сигналом задания А. Порезультатам сравнения формируетсясигнал управления, поступающий науправляющие входыключей блока б,с помощью которых образуются цепиотрицательных обратных связей, охватывающие усилители 1-3.В ряде режимов работы генератора, например после длительных стоянок, а также в переходных режимах из-за утечек конденсаторов в интеграторах, может нарушаться синусоидальность генерируемых колебаний, что устраняют введением в генератор элементов цепей 9 положительной обратной связи интегрирующих усилителей 1-330 формула изобретения 1, Генератор гармонических колебаний, содержащий первый, второй и третий интегрирующие усилители, блок управления, амплитудный комг.ара тор вход которого подключен к выходу первого интегрирующего усилителя, первый блок управляемых ключей, ключи которого включены по одному в цепь отрицательной обратной связи соответствующего интегрирующего усилителя, и второй блок управляемых ключей, первые выходы первоблагодаря чему обеспечивается дополнительная подкачка амплитуды колебаний,Выходные сигналы генератора могутсодержать постоянную составляющую,определяемую расбросом параметровсхемы и неидентичностью элементов.Устранение указанного недостаткасвязано с введением в генератор блока 8, в котором осуществляется суммирование выходных сигналов интегрирующих усилителей, а результатысуммирования использую при воздействии на входы этих же интегрирующих усилителей. Тем самым образуются цепи отрицательной обратной свя 15зи, компенсирующие постоянную составляющую в выходных сигналах усили.телей.В предлагаемом генераторе гармонических колебаний обеспечивается 20высокое качество формы выходных сигналов и широкий диапазон регулируемых частот, достигающий 1 10 примаксимальной частоте колебаний50-100 Гц, что значительно выше ана 25логичных показателей известных генераторов. го, второго и третьего управляемыхключей которого соединены соответственно с входами первого, второго итретьего интегрирующих усилителей,а вторые выходы первого, второгои третьего управляемых ключей которого соединены соответственно с выходами третьего, первого и второгоинтегрирующих усилителей, о т л ич а ю щ й й с.я тем, что, с цельюрасширения диапазона регулируемыхчастот, в него введен третий блокуправляемых ключей, первые выходыпервого, второго и третьего управляемых ключей которого соединенысоответственно с входами первого,второго и третьего интегрирующих,усилителей; а вторые выходы первого, второго и третьего управляемыхключей которого соединены соответственно с выходами второго, третьего и первого интегрирующих усилителей, при этом выход амплитудногокомпаратора соединен с управляющими входами ключей первого блокауправляемых ключей,выходы второгои третьего интегрирующих усилителейподключены к дополнительным входамамплитудного компаратора, а блокуправления выполнен в виде широтноимпульсного модулятора, первый выход которого подключен к управляющим,входам ключей второго блока управляемых ключей, а второй выход - куправляющим входам ключей третьегоблока управляемых ключей,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 364064, кл. Н 03 В 27/00,03.08.70.2. Тетельбаум И.М Шнейдер 1 О.Р,400 схем для АВМ, М., "Энергия",1978, с. 100-102 (прототип).