Генератор полигармонических синусно-косинусных сигналов

(72) Аьте изоб те и,Б.Л еяо й Краснознаменный институт инженеров гражданско авиация им, Ленинского комсомола 7 ) Заяиитмь) ГЕНЕРАТОР ПОЛИГАРМОНИЧЕСКИХ СИНУСНСЬ-КОСИНУСНЫХ СИГНАЛОВ зобретение относится к анапоговым электромеханическим вы числитепьным устройствам, предназначено дпя одновремен.ного синхронного генерирования полигармонических электрических сигналов, пропорциональных функциям Фп пил и соваА.1 может применяться в аппаратуре гармони ческого анализа для исследования частотных характеристик различных обьектов активным способом, в частности, при опре.10 делении нестационарных аэродинамическиххарактеристик перспективных летательных аппаратов методом вынужденных колебаний.Известны алектромеханические генера 15 торы сннусно-косинусных сигналов.Один нз изрестных генераторов состоит нэ закрепленного на валу врашаюшегося модудяцнонного диска с узкии прорезями, источника излучения постоянной интенсивности и устройства, воспринимаюшего излучения 1. ,Особеннсгтью генератора является на лнчне устройства, которое регулирует расстояние от вала до эоны, в которой изпученяе проходит сквозь прорези диска.Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как такой генератор не нозвопяет получать полнгармонические синус- но-косинусные сигналы.Наиболее близок к предлагаемому ген ратор полигармонических синусно-косинус ных сигналов, содержаший фотоэлектрические ячейки на днфференциапьных фоторезисторных мостах, соединенных попарно обшими диагоналями, явпяюшимяся входами ячейки, другие диагоналя дифференциапьных фоторезисторных мостов первой фотоэлектрической ячейкя являются выходами ячейки и соответственно сннусным и косинус ным выходами первой гармоники генератора. Прямоугольные светочувствительные слои фоторезисторов всех дифференциапьиых фоторезнсторных мостов, оптически связанные через модулятор и линейный конденсатор с источником света, установлены встык один над другим в ппоскости, 6 д 4565параллельной оси вращения вала модуля - тора, выполненного в виде двух эксцентрич но расположенных под углом 90 непрозрачных цилиндров, ось вращения которых связана с осью привода 2.Недостатками такого генератора являются низкая точность генерирования сигналов высших порядков и значительные габариты.Цель изобретения - повышение точности генерирования сигналов высших по- ф рядков и уменьшение габаритов генератора.Поставленная цель достигается тем, что в каждую фотоэлектрическую ячейку генератора, начиная со второй, введены два дополнительных дифференциальных фотореэисторных моста и два суммвторв, входы каждого из которых подключены к выходным диагоналям соответствующей пары дифференциальных фоторезисторных мостов, причем выходы сумматоров являются выходами ячейки и выходами соответствующих гармоник генератора; входы первой фотоэлектрической ячейки соединены с выходом источника постоянного напряженияН причем все фотоэлектрические ячейки соединены по соответствующим входам и выходам каскадно.Нв фиг, 1 представлена принципиальнаяМ схема оптико-механической части генератора; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема генератора; нв фиг. 3 - элек трическая схема дифференциальных фоторезисторных мостов.МГенератор полигармонических синуснокосинусных сигналов состоит иэ оптико механической и электрической частей.Оптико-механическая часть (фиг, 1) включает привод 1, ввл 2, непрозрачные 4 в цилиндры 3 и 4, оптико-механического модулятора, экстремумы которых сдвину ты на 90, осветитель 5, линейный кокоденсор 6, создающий параллельный световой поток, фотореэисторы 7, расположенные в однои плоскости, перпендикулярной оптической оси осветителя, в два ряда вдоль оси вала 2, причем линия их вертикального соприкосновения встык параллельна этой оси. Йиамегры цилиндров 3 и 4 уй не превышают высоты прямоугольных светочувствительных слоев фоторезис торов.Электрическая часть генератора (фиг, 2) содержит фотоэлектрические ячейки 8, 9, причем первая ячейка 8 содержит два и ,основных дифференциальных фоторезисториых моста 10, 11, а ячейки 9, т. е. вторая и все последуюшие, кроме мостов 10,411 содержат дополнительные дифференциальные фотореэисторные мосты 12. 13и сумматоры 14, 15.Основные и дополнительные дифференциальные фоторезисторные мосты аналогичны (фиг. 3), т, е. образованы из аналогичных элементов фотореэисторов 16-19и постоянных резисторов 20-23, Ко входным диагоналям мостов 10, 11 подключен источник постоянного напряжения Юв нв выходы мостов 12, 13 подается напряжение переменного гока,Работает генератор следуюшим образом,При вращении вала 2 оптико-механического модулятора с угловой скоростью йЭсветовые потоки фоторезисторов 16-19,число которых в общем случае равняется4 (2 п -1), и соответственно их сопротивления изменяются попарно дифференциально по гармоническим законам, например,Я 7, (Ц Я й йЧ (ат со 1),,ОЮ= (соа ) где Я - сопротивление фогореэистора 16-19 при освшенин половины его све- точувсгвительной плсшапки;ЬФЫп М), Ы(соа (а 21) - измененияприращенийсопротивлений фогореэисторов 1619,Согласно теории омических мостов сигналы, снимаемые с их выходных диагоналей, пропорциональны произведениям сигналов, подключенных ко входным диагонйлям, на функции изменения прирашеиий сопротивлений активных плеч.Б первой ячейке 8 сигналы на выходахмостов 10 и 11, питаемых постояннымнапряжением, пропорциональны:Уй)4 и вп соУИ)а соаьэ,Р результате получаем электрическиесинусно-косинусные сигналы есновиой гамоники (а =1).Рходные диагонали перемножвюших мостов в ячейках 9 иэ высших гармоникподключены попарно к электрическим синусно-косинусным сигналам предыдущей ячейки 9 (Ъ 1), т, е. сигналам видаазад(п)вФ, и СО% ( и -1)мфти,Генератор полигармоннческих синуснокосинусных сигналов, содержащий фотоэлектрические ячейки нв дифференциальных фоторезисторных мостах, соединенныхпопарно общими диагоналями, являющимися входами ячейки, другие диагонали дифференциальных фоторезисторных мостовпервой фотоэлектрической ячейки являются выходами ячейки и соответственно синусными . косинусным выходамн первойгармоники генератора, прямоугольные светочувствительные слои фоторезисторов всехдифференциальных фоторезисторных мостов,оптически связанные через модулятор илинейный коиденсор с источником света,установлены встык один над другим вплоскости, параллельной оси вращения вала модулятора, выполненного в виде двухэксцентрично расположенных под углом90 непрозрачных цилиндров, ось врвшения которых связана с осью привода, о гличаюшийс я тем, что,сцельюповышения точности генерирования сигна-.лов высших порядков и уменьшения габаритов генератора, в нем в каждую фотоэлектрическую ячейку, начиная со второй, введены два дополнительных дифференциальных фоторезисторных моста и двв сумматора, входы каждого нз которых подключены к выходным диагоналям соответствующей пары дифференциальных фоторезисторных мостов, причем выходы сумматоровявляются выходами ячейки и выходами соответствующих гармоник генератора, входы первой фотоэлектрической ячейки соединены с выходом источника постоянногонапряжения, причем все фотоэлектрические ячейки соединены по соответствующимвходам и выходам каскадно,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1, Патент Японии М 43 16012,кл. 98 5) С 4, 1968,2. Авторское свидетельство СССРЩ 517030, кл. (з 06 б 9/00, 1974. 6 4Рассмотрим подробнее работу генератора на примере генерирования сигналов второй гармоники (и й 2), включающем ячейку9 на мостах 1013, на входы которых подаются сигналы с ячейки 8, В частности,на мосты 10 н 11 поступают сигналы,пропорциональныесоеиС, а на мосты 12и 13 - сигналы, пропоцциоиальныеЬЬыГС выходных диагоналей этих мостовСнимаются электрические сигналы, пропорциональные 11ЦоМц соьи соьмаЦ 11(1)В в 1 Й и саыий,02 (1) Я 6 Ь Ыт-51 п М 1Ц 1 Ь)В СОЬ Ы 1б 1 П ьэ 1:,Сигналы с мостов .10 и 12 подаютсяв противофазе на сумматор 14, на выходекоторого получают электрический сигнал,пропорциональный2 ЗФ91(Ц СОЬ О)1- 51 Р 2 м 1 и соьЯм 1,Сигналы с мостов 11 и 13 подаются синфазно на сумматор 15, и на его выходеаац 1 щ соя мТ вщмФ,+ 61 пю сОью 1% ып 2 ОР.В результате получили электрическиесигналы, пропорциональные синусно-косинусным функциям гармоники второго порядка (п е 2).Подобным образом получают электрические синусно-косинусные сигналы любой"высшей гармоники ВНа сумматор 14 косинусного трактеэтой гармоники подаются в противофазес перемножаюших мостов сигналы, пропорциональные соэыС ая(п-фаи эюы 1 мп(п 1) юйи на выходе его получаем сигнал, пропорциональный соь ли,ЮСоответственно нв сумматор 15 синусного тракта гармоники о с других двухперемножаюших мостов подаются синфазносигналы, пропорциональныесоэо 4,вп(П)с 1 Ф,иМпий СЩп)ьэй и с его выхода снимают сигнал, пропорциональный Оп 1 МТаким образом, при вращении вала оптикомеханического модулятора с постояннойугловой скоростью ы нв выходе генерато-ра, образованного фотоэлектрическимиячейками 8, 9 на мостах 13 и сумматорах 14, 15, получают полигармоническиесинусно-косинусные электрические,сигн 6 лы практически любого порядка. С еговоара отаниеми конс грукцня оптико-мехвнйческого преобразователя не иэменяезся, а увеличивается лишь число фоторезисторов, что несущественно, учитывая сравнительно малые габариты современныхфоторезисторсв, Электрическая схема генератора состоит из однотипных элементов и несложна по конструкции, Все этов целом обеспечивает высокую точностьгенерирования полнгар лоннческнх синуснокосинусных сигналов прн небольших габаритах генератора,Ф орм улв нэобре генияСоставитель Ю. Козловедактор Б. федотовТехред С. Мигай Коррект тец ф, г. Ужгород Проектная, 4 лП аэ 5290/44, Тираж 780 ЦНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рауаска