Управляемый генератор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) ИИ 3/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ целью повышения точно в него введен генерат управления переменного го подклюоду элемент 9 17С.А,Рачи яжения, выход котор к дополнительному в че эамкнутои цепи 2. Генерато ч а ю щ и й спо и о тлив качестве 4, с. 85-87.39893, опублик. е емента эамк ополнитель(54 ) (57 ) 1. УПРАВЛЯЕМЬ И содержащий замкнутую це вательно включенных инт ГЕНЕРАТОР следорато о ормир а, прнсоединвход с електот . -о вкач апряжен и то спользован генератор ш Д 1 ) 3352192/18-21(5 б) 1. ПТЭ, 1980,2. Патент США В1972 (прототип ). компаратора, селектора теля доэированного заря второй вход интегратора шиной управления, второ ра подключен к тактовой личающийся те дополнительного входа элнутой цепи использован дный вход компаратора.3. Генератор по и.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что в качестве дополнительного входа элемента замкнутой цепи использован дополнительныи вход интегратора.4. Генератор по п.1, о т л и, - ч а ю щ и й с я тем, чт естве генератора переменного н ия10913Изобретение относится к управляемым генераторам, частота которых перестраивается напряжением или током, и предназначено для использования в системах автоподстройки частоты, а также в частных датчиках систем контроля и управления.Известны управляемые напряжением или током генераторы, содержащие интегратор, компаратор, селектор и формирователь доэированндго заряДа Г,"Недостатком данных генераторов является влияние тактовой частоты на выходной сигнал.15Наиболееблизкий к предлагаемому управляемый генератор содержит замкнутую цепь из последовательно вклю.ченных интегратора и компаратора, последовательно включенчых селектора ,тактируемый триггер) и формирователя дозированного заряда, причем первый и второй входы интегратора соответственно связаны с входом устройства и с выходом формировате ля доэированного заряда, первый и второй входы селектора (управляющий и тактовый входы три гера) подключены соответственно к выходу компаратора и к тактовому входу устройства, а выход селектора является выходом устройства Г 2Однако известному управляемому генератору свойственна синхрониза- ция выходной и тактовой частот в35 отдельных точках характеристики управления генератора. В указанных точках наблюдается явление, подобное так называемому "захвату" в автоколебательных системах, работающих на близких частотах. Данное явление вы-, зывает ошибку, обусловленную тем, что при изменении управляющего напряжения(или тока) вблизи этой точки выходная частота генератора не меня 45 ется. При работе генератора в многочастотных системах управления количество особых точек и величина указанной ошибки существенно возрастают.Цель изобретения - повышение точности управления.Поставленная цель достигается тем, что в управляемый генератор, содержащий замкнутую цепь из последовательно включенных генератора компаратора, селектора и формирователя дозированного заряда, причем второй вход интегратора соединен с шиной управления, второй вход селек 07 2тора подключен к тактовой шине, введен генератор переменного напряжения,выход которого подключен к дополнительному входу элемента замкнутойцепи.В качестве дополнительного входаэлемента замкнутой цепи может бытьиспользован вход компаратора,Кроме того, в качестве дополнительного входа элемента замкнутой цепиможет быть использован вход интегратораВ качестве генератора переменногонапряжения может быть использован генератор шума.На фиг.1 и 2 приведены структурные схемы вариантов управляемогогенератора; на фиг. 3 и 4 - диаграммы, поясняющие их работу.Управляемый генератор содержитзамкнутую цепь иэ последовательновключенных интегратора 1, компаратора2, селектора 3 и формирователя 4 доэированного заряда, а также генератора 5 переменного напряжения или шума,Выход формирователя 4 подключен квторому входу интегратора 1, выходгенератора 5 связан с дополнительным входом компаратора 2.В варианте, изображенном на фиг.1формирователь 4 выполнен на базе источника б тока, выход которого коммутируется переключателем 7, а функции селектора 3 выполняет тактируемый триггер, На, фиг,3 эпюрой 8 показаны импульсы тактовой частоты устройства,на эпюре 9 условно показановыходное напряжение генератора 5,на эпюре 10 приведено изменение выходного сигнала интегратора1, а на эпюрах 11 и 12 показаны соответственно выходные импульсы компаратора 2 и устройства в целом (выходные импульсы селектора 3)Управляемый генератор( фиг,1 и 3)работает следующим образом.Под действием управляющего напряжения или тока выходное напряжениеинтегратора 1 возрастает по пилообразному закону, В момент , когдаданное напряжение достигает величины Б+(С), где Б - пороговый уровень компаратора 2, а- напряжение шума генератора 5, срабатываеткомпаратор 2 и своим выходным сигналом подготавливает селектор 3 (тактируемый триггер)к переключению в состояние "1" ближайшим импульсом тактовой частоты. При приходе данного3 10930 импульса на тактовый вход устройства селектор 3 переключается в состояние "1" и своим выходным сигналом обеспечивает поступление тока источника 6 через замкнутый переключатель 7 на второй вход интегратора 1. Полярность5 данного тока противоположна полярности управляющего сигнала, поэтому выходное напряжение интегратора 1 начинает уменьшаеться по пилообразному закону и в момент С , когда оно достигнет величины Б +(С), компаратор 2 переключается в исходное состояние, обеспечивая своим выходным сигналом подготовку селектораи и. 15 3 к переключению в состояние О ближайшим импульсом тактовой частоты, В момент прихода данного импульса селектор 3 возвращается н исходное состояние и своим выходным потенциалом блокирует дальнейшее поступление выходного сигнала формирователя 4 на второй вход интегратора 1 (н рассматриваемом варианте это обеспечивается отключением выхода источника б от второго входа интегратора и подключением данного выхода к шине нулевого потенциала), причем выходное напряжение интегратора 1 перестает убывать и вновь возрастает по пилообразному закону, обеспечивая повторе- З 0 ние описанного цикла управляемогогенератора. При этом на выходе селектора 3 формируется последовательность иеранномерно расставленных импульсов, средняя частота повторения которых, аналогично прототипу, пропорциональна отношению величин, подаваемых соответственно на первый и второй входы40 интегратора. Однако, в отличие от прототипа, в предлагаемом варианте устройства интервал между соседними срабатываниями компаратора (моменты й ) является благодаря введению гене1ратора шума случайной величиной, что исключает возможную в прототипе "привязку" срабатываний компаратора к мо" ментам прихода импульсов тактовой частоты и, соедовательно, возмож ность паразитной синхронизации выходных импульсов селектора с равно- отстоящими друг от друга импульсами какой-либо периодической последовательности. Последнее обеспечивает 55 устранение особых точек управляемого генератора и повышение точности характеристики управления устройства. 7 4Во втором варианте управляемого генератора (фиг, 2 и 4 ) выход генератора 5 подключен к третьему входу интегратора 1. На фиг. 4 эпюрой 13 показаны импульсы тактовой частоты устройства, на эпюре 14 условно показано выходное напряжение генератора 5, на эпюре 15 приведено изменение выходного сигнала интегратора 1, а на эпюрах 16 и 17 показаны соответственно выходные сигналы компаратора 2 и селектора 3.При втором варианте исполнения управляемый генератор работает следующим образом.Под действием алгебраической суммы управляющего напряжения (тока) Бу и выходного напряжения источника 6 Б , Б иБ выходное напряжение интегратора 1 возрастает в моменты Т, когда выходное напряжение интегратора достигает порогового уровня ц компаратора 2, последний срабатывает и своим сигналом подготавливает селектор 3 к переключению в состояние 1" ближайшим импульсом тактовой частоты, При поступлении данного импульса на тактовый вход селектора 3, последний переключается в состояние "1" и своим выходным сигналом обеспечивает поступление тока источника б через замкнутый переключатель 7 на второй вход интегратора 1. Полярность данного тока, как и в первом варианте управляемого генератора, противоположна полярности управляющего сигнала, поэтому выходное напряжение интегратора 1 уменьшается и н момент С когда оно достигнет порогового уровня компаратора 2, последний переключ- ется и исходное состояние, обеспечивая подготовку селектора 3 к возврату н исходное состояние ближайшим импульсом тактовой частоты. Аналогично первому варианту при приходе данного импульса селектор 3 возвращается в состояние 0 и выключает формирователь 4, причем выходное напряжение интегратора 1 перестает убывать и вновь возрастает. При этом на выходе селектора 3 формируется последо. вательцость неравномерно расставленных импульсов, средняя частота повторения которых пропорциональна среднему значению эквивалентного управляющего сигнала - сумме величин, поступающих на первый и третий входы интегратора 1, а так как амплитуда выходного напряжения генератора 5 це велика по сравнению с Б и среднеезначение данного напряжения равнонулю, то присутствие переменнойсоставляющей на третьем входе интеграторане сказывается на наклонехарактеристики управления устройства.Однако наличие данной составляющей обеспечивает сбой возможной паразит. -ной синхронизации срабатываний компаратора и моментов прихода импульсовтактовой частоты, т.е. устраняет погренность особых точек и повьппаетточность характеристики управленияус.тройства.1091 Д 07 Составитель Л.КолосковТехред С.Мигунова Корректор С.Шекм едактор А.О Подписно Зак иал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектн 3097/52 Тираж 862 ВНИИПИ Государственно ло делам изобретений 113035, Москва, Йкомитета СССРоткрытийРаушская наб.,