Формирователь напряжения

вовторой аналоговый элемент памятипо командам из блока синхронизации,содержащего четыре однонибратора иобеспечивающего временное согласование работы всех функциональныхузлов формирователя напряжения 2 .Недостатком извесТного формирователя являются нелинейные искажениявыходного напряжения, объясняемыетем, что для нормального функционирования формирователя необходимоОобеспечить линейный закон измененияфазового сдвига записывающих импульсов при переходе ступенчатого напряжения с каждого уровня на последующий. При отсутствии взаимной стабилизации амйлитуд сравниваемых напряжений (пилообразного и ступенчатого),линейность н указанном выше смыслеизменения фазового сдвига может наРушаться,При амплитуде пилообразного напряжения, значительно большей амплитудыступенчатого, скорость нарастанияфазового сдвига моментов сравнениянапряжений и, следовательно, записывающих импульсов падает до нуля вовременной области экстремальных зна,","чений ступенчатого напряжения и возрастает н остальную часть его периода.Если соотношение амплитуд обратное,то появляются непредусмотренные пропуски записывающих импульсов и указанной временной области, а в остальнуючасть периода скорость нарастанияфазового сдвига падает,Кроме того, при отсутствии стаби 35 лизации нулевого уровня элемента сравнения также может нарушаться линейность изменения фазового сдвига записынающих импульсов, так как смещение нуля элемента сравнения экви налентно взаимному смещению кривых пилообразного и ступенчатого напряжений по оси напряжений, Если, например, кривая пилообразного напряжения значительно смещена вверх, то ско рость нарастания фазового сдвига падает до нуля но временной области максимальных значений ступенчатого напряжения, и появляются непредусмотренные пропуски записывающих импульсов во временной области минимальных значений ступенчатого напряжения. Нелинейность изменения фазоного сдвига записывающих импульсов в течение черноа ступенчатого напряжения и непредусмотренные пропуски их привоцят к нарушениям и сбоям в работе первого элемента памяти, а это проявляется в виде .нелинейных искажений выходного напряжения, причем при незначительном отличии амплитуд оран ниваемых напряжений и незначительном смещении нулевого уровня элемента сравнения нелинейные искажения соответственно уменьшаются, но полность)7 не устраняются. 65 Цель изобретения - уменьшение нелинейных искажений формирователя.Указанная цель достигается тем,.что в формирователь напряжения, содержащий первый элемент памяти, входкоторого соединен с выходом генератора напряжения заданной формы, аныход соединен со входом второго аналогового элемента памяти, выход которого соединен со входом фильтра ниж,них частот, блок синхронизации,первый вход которого соединен с выходом блока управления, а выходы соединены с управляющими входами элементом памяти, и первый счетчик импульсов, введены второй счетчик импульсов, генератор импульсов и элементзапретапервого импульса, сигнальныйвход которого соединен с выходом генератора импульсов и через первыйсчетчик импульсов - со входом генератора напряжения заданной формы,управляющий вход соединен с выходомблока упранления, а выход - черезвторой счетчик импульсов - со вторымвходом блока синхронизации.На фиг. 1 представлена функциональная схема предложенного формирователя на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов в различных цепяхфункциональной схемы,Предлагаемый формирователь содержит генератор .1 напряжения заданнойформы, выход которого подключен ковходу первого аналогового элемента2 памяти, выход которого подключенко входу второго аналогового элемента 3 памяти, выход которого подключен ко входу фильтра 4 нижних частот, выход 5 которого является выхо-дом формирователя. Блок б управленияподключен к первому входу блока 7синхронизации, выходы которого соединены с управляющими входами элементов 2и 3 памяти. Вход элемента 8 запретапервого импульса объединен со входом первого счетчика 9 и соединенс выходом генератора 10 импульсов.Выход счетчика 9 соединен со входомгенератора 1. Выход элемента 8 соединен со входом вторОго счетчика 11,выход которого подключен ко второмувходу блока 7. Управляющий входэлемента 8 соединен с выходом блока б.Формирователь работает следующимобразом.Генератор 10 вырабатывает последовательность импульсов напряжения(кривая 12, фиг.2) с постоянной высокой частотой повторения, которыепоступают непосредственно на входсчетчика 9 и через элемент 8 навход счетчика 11. Идентичные счетчики 9 и 11 пересчитывают эти импульсы, периодически переполняясь, в результате чего на выходе счетчика 9формируется последовательность импульсов напряжения (кривая 13) спостоянной низкой частотой повторения, которая синхронизирует генератор 1.Генератор 1 вырабатывает периодическое напряжение (кривая 14), имеющее заданную форму и период повторения, равный периоду повторения им 5 пульсов (кривая 13) на выходе счетчика 9.Блок 6 управления содержит генератор, который вырабатывает последовательность импульсов напряжения (кривая 15) с медленно изменяемой по заданному закону частотой повторения. Эти импульсы поступают на управляющий вход элемента 8. Он запрещает прохождение из генератора 10 15 в счетчик 11 одного (первого по сче- ту после положительного фронта импульса генератора блока б) импульса (отмечены крестиком на кривой 12) . В результате на выходе счетчика 11 Щ формируется последовательность импульсов напряжения (кривая 16), которые с течением времени равномерно сдвигаются (отстают) по фазе относительно импульсов на выходе счетчика 9 (кривая 13).Из импульсов счетчика 11 блок 7 синхронизации формирует короткие за" писывающие импульсы напряжения (кривая 17), которые на время своего действия переключают элемент 2 памяти из режима хранения напряжения в режим записи напряжения. Во время за. писи элемент 2 запоминает и затем хранит до следующего записывающего импульса мгновенные значения напряже- З 5 ния (кривая 14) на выходе генератора 1.Таким. образом, в элементе 2 запоминается последовательный ряд (кри-,вая 18) мгновенных значений выходного 4 Онапряжения генератора 1, считанныйна протяжении его периода через равные его части.Однако выходное напряжение элемента 2 непригодно для формирования.выходкого напряжения устройства, таккак длительности его ступенек вследствие несинхронно.ти генератора блока б управления и генератора 10 не равны периоду повторения импульсов(кривая 15) генератора блока б, и для их выравнивания напряжение (кривая18) с выхода элемента 2 памяти переписывается в элемент 3 памяти при помощи коротких переписывающих импульсов напряжения (кривая 19), которые подаются на управляющий вход элемента 3. Они вырабатываются блоком 7 из импульсов генератора блока б и имеют их частоту повторения.Таким образом, в элементе 3 после довательно друг за другом на интервалы времени между импульсами генератора блока 6 запоминается ряд мгновенных значении (кривая 20) выходно,го напряжения генератора 1 (кривая б 5 14), при этом фильтр 4 нижних частотпропускает на выход 5 все частоты,которые меньше частоты повторенияимпульсов генератора блока 6. На выходе 5 выделяется напряжение (кривая 21), период повторения котороготочно равен К периодам повторенияимпульсов (кривая 15) генератораблока б управления (К - коэффициентпересчета счетчиков 9 и 11), а форма(при выполнении оговоренных ниже условий) точно соответствует форменапряжения (крнвая 14) заданной Формы на выходе генератора 1,Блок 7 синхронизации исключаетвоэможность существенных искаженийвыходного сигнала формирователя,обусловленных несинхронностью генератора 10 и генератора блока б управления. Из-за их несинхронности вотсутствие блока 7 некоторые записывающие импульсы могут полностьюили частично совпадать во времени спереписывающими импульсами, что приводит к искажению сигналов в элементе 3 памяти. Блок 7 обеспечивает так.же запрет Формирования записывающихимпульсов в течение некоторых интервалов времени ( кривая 22) с моментаначала каждого импульса генератораблока 6, при этом длительность запрета должна быть не меньше суммыдлительностей записывающего и переписывающего импульса, что исключаетвозможность даже частичного совпадения последних и сохраняет неизменным напряжение на выходе элемента 2памяти при перезаписи его в элемент3 памяти.Кроме того, блок 7 обеспечиваетзадержку начала переписывающих им- -пульсов относительно начала импульсов генератора блока б, при этом длительность задержки (кривая 23) должна быть не меньше длительности записывающих импульсов, что исключаетвозможность совпадения записывающегои перезаписывающего импульсов, дажеесли их формирование началось непосредственноперед началом запрета.В этом случае записывающий импульсуспевает закончиться до начала переписывающего.Для обеспечения, по крайней мере,одного записывающего импульса в течение каждого периода пОвторениягенератора блока б необходимо, чтобыон был больше сумжю длительностипериода повторения импульсов счетчика 9 и длительности запрета (кривая 22).Таким образом, на выходе формирователя напряжения формируется перио, - .дическое напряжение, частота повторения которого соответствует значению частоты повторения импульсовгенератора блока б управления, аФорма соответствует форме, заданнойнапряжению генератора 1, 841094Точное соответствие формы напряжений (кривые 21 и 14) на выходе 5 формирователя и выходе генератора 1 наблюдаются в случае, если, во-пер вых, ограничен спектр напряжения заданной формы на выходе генератора 1, во-вторых, количество уровней ступенчатого напряжения (кривая 20), на выходе элемента 3 памяти (оно равно коэффициенту пересчета счетчиков) доджно быть не менее 2 п, где и - номер высшей гармоники напряжения генератора 1.Указанные условия практически выполнимы.По сравнению с известными формирователями напряжения в предлагаемом 15 формирователе выходное напряжение ,в принципе точно, без нелинейных искажений, воспроизводит заданную форму и заданный гармонический спектр при увеличении частоты выходного напряже- Щ ния и числа содержащихся в нем гармоник. При Этом требования к стабильности и точности частоты генератора блока управления не превышают аналогичные требования к выходному напряжению.Кроме того, сложность устройства существенно снижена, так как функ;ии многоэлементных запоминающих устройств выполняют всего два элемента памяти, а стабилизаторы напряжения не используются.Таким образом, в предлагаемом формирователе напряжения улучшена одна из важнейших метрологических характеристик - его погрешность, а так же уменьшены его сложность, габаритыи масса.Формула изобретенияФормирователь напряжения, содержащий первый элемент памяти, вход которого соединен с выходом генераторанапряжения заданной формы, а выходсоединен со входом второго аналогового элемента памяти, выход которогосоединен со входом фильтра нижнихчастот, блок синхронизации, первыйвход которого соединен с выходом блока управления, а выходы соединены суправляющими входами элементов памяти,и первый счетчик импульсов, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюуменьшения нелинейных искажений, внего введены второй счетчик импульсов,генератор импульсов и элемент запретапервого импульса, сигнальный входкоторого соединен с выходом генератора импульсов и через первый счетчикимпульсов - со входом генераторанапряжения заданнойфорью, управляющий вход соединен с выходом блокауправления, выход - через второйсчетчик импульсов - со вторым входомблока синхронизации.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9130980, кл. Н 03 К 5/00, 1952.2. Волошин В.И. и др. Электромузыкальные инструменты. М., "Энергия",1971, с. 64.841094 Ф 5 72 г Составитель Л.КолосковРедактор С.Родикова Техред С. Мигунова Корректор М.демчик сн к а атент д, ул. Проектная, 4 П ж и акаэ 4800/82 Тираж 9 ВНИИПИ Государственног по делам иэобретений 113035, Москва, Ж, Раущ