Генератор напряжения инфранизкой частоты

.8)видетельство СССРВ 1/00.детельство СССРВ 1/00, 1512.69. ГОСУДАРСТЗЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54)(57) ГЕНЕРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ИНФРАНИЗКОЙ ЧАСТОТЫ, содержащий последо"вательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, делитель частоты с постоянным коэффициентом деления и формирователь начали конца линейных участков, а такжепоследовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, переключатель фазы и усилитель постоянного тока, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расаирения функциональных возможностей при одновременном упрощении генератора, внего введены запоминающий блок,преобразователь .код-число иипульсови реверсивный счетчик, при этомпервый и второй входы преобразователя код-число импульсов соеди"иены соответственно с входом ивыходом делителя частотц с переменным коэффициентом деления, агруппа третьих входов соединенас выходаии запоминающего блока,входы которого соединены с группойпервых выходов формирователя началаи конца линейных участков, второйвыход которого соединен с первымуправляющим входом реверсивногосчетчика, а третий выход соединен суправляющим входом гереключателя фазы и с вторым управляющим входомреверсивного счетчика, счетный входкоторого соединен с выходом преобразователя код-число импульсов,а выход соединен с входом цифро-аналогового преобразователя.1 108810Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано в анализаторахчастотных характеристик системавтоматического управления, спектральных анализаторах, фазометрах,Известен генератор синусоидального напряжения инфранизких частот,содержащий эталонный генератор, цифро-аналоговый преобразователь, уси- )Олитель постоянного тока, модулятор,генератор высокой частоты, усилитель переменного тока, на выходекоторого соединен с генератором высокой частоты через переключатель фазы, управляемый цифро-аналоговым преобразователем 1 1 1.Однако известный генератор выполнен по сложной схеме и содержитв цифро-аналоговом преобразователебольшое количество эталонных резисторов, подбираемых по закону первойчетверти синусоиды.Наиболее близким к изобретениюявляется генератор синусоидальногонапряжения инфранизких частот, содержащий последовательно соединенныйгенератор импульсов, и делитель частоты с переменным коэффициентом деления, делитель частоты с постояннымкоэффициентом деления, цифро-аналоговый преобразователь, формирователь ступенчатого напряжения, формирователь начала и конца линейныхучастков, усилитель постоянного35тока, а также дискретный фазовращатель, вход которого подключен квыходу делителя частоты с переменнымкоэффициентом деления и входу вентиля,а выход соединен .с вторым входом40делителя частоты с постоянным коэффициентом деления 21.Однако известное устройство име"ет такой недостаток, как необходимость подбора и установки эталонных451 сезисторов и их замены при сменеформы генерируемой частоты, что ограничивает воэможности и усложняетустройство,Целью изобретения является рас 50щирение функциональных возможностейпри одновременном упрощении генератора за счет исключения необходи -мости подбора прецизионных эталонных резисторов и их замены при смене формы генерируемои частоты и55обеспечения возможности выполненияпредлагаемого устройства на типовых ИМС,4 2Поставленная цель достигается тем, что в генератор напряжения инфранизких частот, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты с перемещенным коэффициентом деления, делитель частоты с постоянным коэффициентом деления, формирователь начала и конца линейных участков, а также последовательно соединенные цифро-аналоговый преобразователь, переключатель фазы и усилитель постоянного тока, введены запоминающий блок, преобразователь код-число импульсов и реверсивных счетчик, при этом первый и второй входы преобразователя код-число импульсов соединен 1 соответственно с входом и выходом делителя частоты с переменным коэффициентом деления, а группа третьих входов соединена с выходами запоминающего блока, входы которого соединены с группой первых выходов формирователя начала и конца линейных участков, второй выход которого соединен с первым управляющим входом реверсивного счетчика, а третий выход соединен с управляющим входом переключателя фазы и вторым управляющим входом реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом преобразователя код - число импульсов, а выход соединен с входом цифро-аналогового преобразователя.Благодаря укаэанным особенностям в устройстве обеспечивается изменение величины приращений напряжения за счет изменения числа импульсов, поступающих в реверсивный счетчик на каждом участке аппроксймации и исключается необходимость в под- боре и замене эталонных резисторов.На чертеже представлена структурная схема генератора инфранизких частот.Генератор инфранизких частот содержит последовательно соединенный генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты с переменным коэффициентом деления, делитель 3 частоты с постоянным коэффициентом деления, формирователь 4 начала и конца линейных участков, первая группа выходов которого соединена с входами запоминающего блока 5, выходы которого соединены с группой третьих входов преобразователя 6 кодчисло импульсов, первый и второй1088 20 Переключатель 9 фазы содержит триггер 18, инвертор 19 и элементы И 20 и 21, причем счетный вход триггера 18 соединен с управляющим входом переключателя 9 фазы, а еди" ничный выход триггера 18 соединен с вторым входом элемента И 21 и через инвертор 19 с вторым входом элемента И 20. Первые входы элементов И 20 и И 21 соединены с входом переключателя 9. 3вход которого соединены соответственно с входом и выходом делителя 2, выход преобразователя 6 соединен со счетным входом реверсивного счетчика 7, управляющие входы которого соединены с .вторым и третьим выходами формирователя 4, а выход - со входом цифро-аналогового преобразователя 8, выход которого соединен с входом переключателя 9 Фазы, уп равляющий вход которого соединен с вторым управляющим входом реверсивного счетчика 7, а выход через усилитель 10 постоянного тока подключен к выходу устройства. 5Формирователь 4 содержит реверсивный счетчик 11, вход которого соединен с входом формирователя 4, а выходы разрядов соединены с первым выходом формирователя 4 и с установочными входами триггера 12 знака приращения через дешифратор 13, единичный и нулевой выходы триггера 12 соединены с управляющими входами реверсивного счетчика 11 и с вторым и третьим выходами формирователя 4.Преобразователь 6 код-число импульсов содержит элементы И-НЕ 14, управляемый двоичный счетчик 15, счетный вход которого соединен с выходом преобразователя 6, и триггер 16 счета, нулевой установочный вход которого соединен с выходом счетчика 15, а единичный установочный вход соединен с вторым входом преобразователя 6 и с первыми входами элементов И-НЕ 14, вторые входы, которых соединены е третьим входом преобразователя 6, а выходы4 соединены с установочными входами счетчика 15, а также элемент И 17, первый вход которого является пер" вым входом преобразователя 6,второй вход соединен с входом триггера 16, а выход подключен к выходу преобра зователя 6. 104 4Выходы элементов И 20 и И 21 соединены соответственно с прямым иинверсным входами усилителя 10.В исходном состоянии делителя2 и 3 частоты устанавливаются в состояние "1", счетчик 15 в состояние"1" реверсивные счетчики 7 и 11устанавливаются в состояние "0"триггер 12 знака приращения устанавливается в состояние "1",котороеформирует управляющий сигнал поуправляющему входу Сложение" на управляющих входах реверсивного счетчика 11 и реверсивного счетчика 7,триггер 16 устанавливается в состояние "0" которое Формирует сигналзапрета по второму входу элемента И17, триггер 18 устанавливается всостояние 0 Формирующее черезинвертор 19 разрешающий сигнал попервому входу элемента И 20, обеспечивающий прохождение выходногосигнала цифро-аналогового преобразователя 8 на прямой вход выходногоусилителя 10. Состояние "0" разрядов реверсивного счетчика 11 формиРует 0" адрес на входах запоминающего блока 5, которому соответствуют сигналы 0" на его выходах,поступающие на первые входы элементов И-НЕ 14,Устройство работает следующим образом.По команде "Пуск" импульс с выходаэталонного генератора 1 поступаетна вход делителя 2 и на первый входпреобразователя 6, В результате переполнения делителя 2, на его выходепоявляется импульс, поступающий навторой вход преобразователя 6, вызывающий установку триггера 16 в состояние "1", и поступающий на входделителя 3, что приводит к его переполнению и появлению импульса навходе реверсивного счетчика 11, устанавливающего его первый разряд всостояние "1", что приведет к изменению адреса на входе дешифратора 13и на входе запоминающего блока 5. Всоответствии с адресом на выходе запоминающего блока 5 появляется код,пропорциональньй крутизне первогоучастка аппроксимации, напримерсинусоиды, который поступает напервые входы элементов И-НЕ 14, свыхода которых при поступлении очередного импульса с выхода делителя2 на установочные входы счетчика15,поступает инверсное значениекода первого участка аппроксимации. Одновременно импульс с выхода делителя 2 поступает на единичный вход триггера 16 и устанавливает его в состояние "1"которое формирует разрешающий потенциал на второй вход элемента И 17. В результате тактовые импульсы с генератора 1 начинают поступать через элемент И 17 на счетный вход реверсивного счетчика 7 и одновременно на счетный вход счетчика 15.Поступление тактовых импульсов на вход реверсивного счетчика 7 и на вход счетчика 15 продолжается 5 до переполнения счетчика 15. При этом импульс переполнения со счетчика 15 поступит на "0" вход триггера 16, выход сигнала которого запрещает дальнейшее прохождение тактовых 20 импульсов через элемент И 17 на входы счетчиков 15 и 7. В результате двоичный код, соответствующий крутизне первого участка аппроксимации, преобразован преобразова телем 6 в "пачку" импульсов, которые подсчитаны реверсивным счетчиком 7, который управляющим потенциалом с второго выхода формирователя 4 установлен в режим "Сложе- зО ние"Состояние разрядов реверсивного счетчика 7 определяет значение кода на входе преобразователя 8 и величину соответствующего напряжения на его выходе которое поступает через элемент И 20 переключателя 9 фазы на прямой вход усилителя 10.Таким образом, в соответствии с 40 кодом первого участка аппроксимации на выходе генератора сформировано приращение напряжения, соответствующее крутизне первого участка аппроксимации. При прохождении очередных импульсов с выхода делителя 2 аналогичным образом происходит формирование приращений выходного напряжения, каждое из которых соответствует крутизне первого участка аппроксимации. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не переполнится делитель 3, емкость которого определяет количество "ступеней" приращения на участке аппрокси 55 мации, Импульс переполнения делителя 3 поступает на вход реверсивного счетчика 11 и изменяет его состояние. В результате изменится адрес на входах запоминающего блока 5, ина его выходах появится код, соответствующий крутизне второго участка аппроксимации, а на выходе устройства формируются новые значения приращений напряжения, соответствующиекрутизне второго участка аппроксимации,Процесс продолжается до тех пор,пока число, записанное в реверсивный счетчик 11, не станет равнымколичеству участков, соответствующему максимальному значению генерируемого напряжения, например первой четверти синусоиды. После этогосрабатывает дешифратор 13, которыйустанавливает триггер 12 в состояние "0 формирующее команду "Вычи"тание" на управляющие вхбды реверсивных счетчиков 7 и 11:,С этого момента начинается формирование отрицательных приращенийгенерируемого напряжения, т.е,Формируется вторая четверть генерируемой, например синусоиды. Приэтом двоичный код реверсивногосчетчика 11 начинает убывать. В результате коды участков аппроксимации выбираются из запоминающего блока 5 в обратной последовательности,Работа преобразователей 6 и 8, переключателя 9 и усилителя 10 осуществляется аналогично описанному,а реверсивный счетчик 7 работаетв режиме "Вычитания", и накопленноеим за время генерирования первойчетверти периода сигнала числоначинает убывать. Этот процесспродолжается до тех пор, пока содержимое реверсивного счетчика 11 нестанет равным "0". При этом дешифратор 13 перебросит триггер 12,который установит реверсивные счетчики 7 и 11 в режим "Сложения", иперебросит триггер 18, которыйдает разрешение ца прохождениесигнала через элемент И 21 на инверсный вход выходного усилителя. С этогомомента начинается формированиетретьей четверти выходного знакопеременного напряжения, а затеми последней четверти.По достижению нулевого значениякода в реверсивном счетчике 11 спомощью дешифратора 13 и триггера 12происходит переключение реверсивных счетчиков 11 и 7 в режим "Сложения", а триггера 18 - в состояние "0" обеспечивающее положитель1088104рируемой инфранизкой частоты. При этом исключается необходимость в эталонных резисторах, подбираемых по синусоидальному закону, а также необходимость в нескольких гераторах, "жестко" настроенных на различные формы генерируемой частоты. ВНКИПИ Заказ 2687/51 Тираж 862 По е ППП "Патент", г.Ужгоро,Проектная, 4 ный знак выходного напряжения. Наэтом заканчивается первый периодгенерации знакопеременного напряжения инфранизкой частоты и начинается формирование следующегопериода,Изменяя значение кодов, записываемых в оперативный, либо полупостоянный запоминающий блок 5, мож,но легко настраивать генератор, 1 Онапример с помощью ЦВМ автоматизированной системы контроля, на формирование любой формы напряжения(например треугольной, колоколообразной, трапецевидной и т.д.) гене Изменяя исходное состояние триггера 12 знака приращения и триггера 18 знака выходного сигнала можно изменять начальную фазу генерируемого напряжения с дискретностью 1/4 периода генерируемой частоты.