Генератор качающейся частоты

Союз СоветскихСоциапистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт. с вид-ву22)Заявлено 16,09.80 (21) 2982366/18- с присоединением заявки Ре 3 Л, 5(23)Приорите дела изобретеиирцтнй Опубликовано 23.06. 82. Бюллетень Мт 2 Дата опубликования описания 23,06, 8 53) УДК 62373.) ГЕНЕРАТОР КА ТЪ ИСЯ вых блоков,ыход которогом входом ана го и второго по устройствеапазон кача нако в известно 5 носител ния час но неширок диоты, так как а него налаязанные с пре плавной перего фильтра,раничения, возможностя ходящего в гаются дельными стройки ст ся стью качания, п по оси частот о ко ог ой ичено одапа,го Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования сигнала с качающейся частотой в измерительных устройствах различного назначенияИзвестен генератор качающейся частоты, содержащий последовательно соединенные формирователь ступенчатого напряжения, аналоговый ключ, формирователь управляющего напряжения, управляемый генератор, согласующих усилитель, первый фильтр, первый детектор, первый пороговый блок и первый триггер, выход которого соединен с управляющим входом формирователя управляющего напряжения последовательно соединенные второй фильтр, вход которого подключен к выходу согласующего усилителя, второй детектор.и второй пороговый блок выход которого соединен с вторым входом первого триггера, элемент ИЛИ, .первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами пери элемент задержки,соединен с управлякхцилогового ключа 1 11. тои среза которого определяначало участка с измененнойеремещение котоекадоиель изобретения - расширение д на качания частоты,Цель достигается тем, что в генераторе качающейся частоты, содержащем последовательно соединенные формирователь ступенчатого напряжения, . аналоговый ключ, формирователь управляющего напряжения, управляемый генератор, согласующий усилитель, первый25 40 3 93815фильтр, первый детектор, первый пороговый блок и первый триггер, выходкоторого соединен с управляющим входом формироватеая управляющего напряжения, последовательно соединенные второй фильтр, вход которогоподключен к выходу согласующего усилителя, второй детектор и второй пороговый блок, выход которого соединен с вторым входом первого тригге Ора, элемент ИЛИ, первый н второйвходы которого соединены соответственно с выходами первого и второгопороговых блоков, и элемент задержки, выход которого соединен с управля ющим входом аналогового ключа, между выходом элемента ИЛИ и входомформирователя ступенчатого напряжения введен первый элемент И, междувыходом согласующего усилителя и вхо- щдом элемента задержки введены последовательно соединенные первыйформирователь импульсов, второйэлемент И, запоминающее устройство, третий элемент И и четвертыйэлемент И, между выходом первогопорогового блока и вторыми входамивторого, третьего и четвертого элементов И введены соответственно второй триггер, второй формирователь им 30пульсов и третий триггер, при этомвыход второго формирователя импульсов соединен также с вторым входомзапоминающего устройства, второйвход третьего триггера соединен свыходом запоминающего устройства,второй вход второго триггера соеди-,нен с выходом четвертого элемента И.На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного устройства.Генератор качающейся частоты содержит первый триггер 1, форйирователь 2 управляющего напряжения,управляемый генератор 3, согласующий усилитель 4, первый фильтр 5,45первый детектор б, первый пороговыйблок 7, элемент ИЛИ 8, первый элемент И 9, формирователь 10 ступенчатого напряжения, аналоговый ключ11, второй фильтр 12, второй детектор 5013, второй пороговый блок 14, первый формирователь 15 импульсов, вто"рой элемент И 16, запоминающее устройство 17, третий элемент И 18, четвертый элемент И 19, элемент 20 задержки, второй триггер 21, второйформирователь 22 импульсов и третийтриггер 23. 7 4Сущность решения заключаетсяв том, что путем регулирования периода следования импульсов с выходаформирователей 15 и 22 импульсовизменяется число, соответствующееколичеству периодов частоты качания, которое успевает записаться взапоминающее устройство 17 за время,соответствующее периоду следованиясчитывающих импульсов.Таким образом, плавно регулируячастоту считывающих импульсов, мож"но получить плавную задержку появления управляющего импульса навыходе четвертого элемента И 19 относительно начала периода качания частотыГенератор качающейся частоты работает следующим образом.При подаче питакицнх напряженийна генератор качающейся частоты пер.вый триггер 1 может находиться впроизвольном состоянии. Напряжениес его выхода, воздействуя на входформирователя 2 управляющего напряжения, вызывает формирование линейно изменяющегося напряжения, причемполярность наклона пилы зависит отполярности входного напряжения поступающего с выхода первого триггера 1. Крутизна"зависит от величины напряжения, установленного вформирователе управляющего напряжения 2, и от величины напряженияна выходе формирователя 10 ступенчатого напряжения, причем с последнего напряжение на формирователь 2управляющего напряжения поступаетпри наличии разрешающего сигнала сэлемента 20 задержки,Допустим, увеличение выходнойчастоты управляемого генератора 3вызывается линейно возрастающимнапряжением формирователя 2 управляющего напряжения, тогда, если послевключения генератора качающейсячастоты с первого триггера 1 поступил сигнал управления в формирователь2 управляющего напряжеыя, с выходакоторого поступает линейно возрастающее напряжение, частота на выходе управляемого генератора 3 начинает увеличиваться.Второй фильтр 12 настроен наверхнюю границу диапазона качаниячастоты. И когда с управляемого генератора 3 через согласурщий усилитель 4 придет сигнал с частотой,совпадающей с зоной прозрачности38357 6 5 9фильтра 12, в последнем возникаютрезонансные колебания, которые после детектирования вторым детектором 13 поступают на второй пороговый блок 14. При достижении продетектированным напряжением уровнясрабатывания второй пороговый блок4 вырабатывает импульсный сигнал,который через один из входов элемента ИЛИ 8, первый элемент И 9, приразрешающем значении управляющегонапр 1 юкения Ч2 на втором входе первого элемента И 9 устанавливаетуправляемый генератор 3 в исходноесостояние, а первый триггер 1 перебрасывается, и формирователь 2 управляющего напряжения начинает вы,рабатывать линейно падающее напряжение, а частота выходного напряжения управляемого генератора 3 начинает уменьшаться. В этом случаевступает в работу первый фильтр 5,настроенный на нижнюю границу качания частоты, первый детектор 6 ипервый пороговый блок 7, которнйперебрасывает первый триггер 1 впредыдущее состояние. При работе врежиме цифрового управления, когдана второй вход формирователя 10 ступенчатого напряжения подаются импульсы управления Ч 1, величинанапряжения на выходе формирователя10 ступенчатого напряжения зависитот числа импульсов, поступивших наего управляющий вход, на второй входпервого элемента И 9 подается разрешакиций сигнал Ч 1 ПР 2, и тогда послекаждого цикла качания на вход формирователя 10 ступенчатого напряженияс выхода элемента ИЛИ 8, через первыйэлемент И 9 поступает сигнал "Сброс"При работе в режиме аналоговогоуправления на второй вход первогоэлемента И 9 подается запрещающийсигнал, отключающий формирователь Оступенчатого напряжения, а управляющее напряжение от внешнего источника Ч 3 подается на вход аналоговогоключа 11,В режиме регулировки скоростикачания частоты внутри рабочего диапазона качания, т.е. для полученияв диапазоне качания участка с измененной скоростью качания частотынадо установить период выходных импульсов второго формирователя 22импульсов меньше времени качания .управляемого генератора 3 в однусторону, например, для определенустройства не работает. После этого подготовительного этапа в запоминающее устройство 17 начинаютприходить и подсчитываться импульсы,с выхода элемента И 16. В момент появления требуемой частоты началаучастка с регулируемой скоростью ности в сторрну увеличения от Г,до ГВ этом случае синусоидальное напряжение от управляемого генератора3, пройдя через согласующий усилитель 4 и формирователь 15 импульсов, попадает на вход элемента И 16.В момент начала качания, а точнеево время пробега частотой управля О емого генератора 3 начального участка диапазона качания, одновременнос командой на переброс первого триггера 1 из одного положения в другое,т.е. с командой на увеличение часто ты управляемого генератора 3, с выхода первого порогового блока 7 сигнапподается одновременно на разрешающий вход второго триггера 21, запрещающий вход третьего триггера 23, 26 а также на вход внешнего синхроза -пуска формирователя 22 импульсов,работающего в автоколебательном режиме с регулируемой частотой следования импульсов с большой екважно стью. При этом на выходе второготриггера 2 1 появляется напряжениес полярностью, открывающей второйэлемент И 16, и импульсы с выхода формирователя 15 импульсов, пройдя через элемент И 16, попадают на входзапо:инающего устройства 17. Импульс,прошедший на вход внешнего синхрозапуска формирователя 22 импульсов,передним фронтом вызывает внеочередное срабатывание формирователя 22импульсов, тем самым смещая периодего работы к точке, определяемой моментом прихода внешнего запускающего синхроимпульса например, как в 40блокинг-генераторе), после чего навыходе формирователя 22 импульсов по"является импульс, попадающий одновременно на второй вход третьегоэлемента И 18 и второй вход, считывающий, запоминающего устройства.17, и передним фронтом вызывает срабатывание схемы. Но так какв момент прихода считывающего импульса в запоминающем устройстве 17не было записано числа, то послеопроса на его выходе импульс не появится и дальнейшая часть схемыкачания, которая .выводится в регист- рирующем устройстве 24 (например, высвечивает), соответствующий выставляемому периоду следования импульсов на выходе формирователя 22 импульсов, с выхода последнего на считывающий вход запоминающего устройства 17 и на второй вход элемента И 8 подается импульс, передним фронтом считывающий число, соответ О ствующее частоте, в виде одного им-. пульса, который попадает одновременно на разрешающий вход третьего триггера 23, открывая его передним фронтом, и через открытые элементы И 18 и 19 укороченный импульс подается на вход элемента 20 задержки имеется в виду. задержка появления заднего фронта импульса относительно переднего фронта), где про- щ исходит формирование его Длительности, что соответствует установке ширины участка с измененной скоростью качания частоты. Первым фронтом импульс с. выхода элемента И 19 пере брасывает второй триггер 21 в закрытое состояние, что предотвраща- . ет попадание на вход запоминающего устройства 17 новой серии импульсов после формирователя 15, и одновременно запускает схему элемента 20 задержки, на выходе которой одновременно появляется передний фронт формируемого нового импульса, поступающего на второй вход аналогового ключа 11 и открывающего его на время действия импульса. Далее, после окрнчания сформированного в элементе 20 задержки "длинного" импульса, аналоговый ключ 11 закрыва ется, что позволяет попасть напряжению Н,З или напряжению с выхода формирователя 1 О ступенчатого напряжения (определяемого напряжением Н 1) на второй вход формирова 45 тсля 2 управляющего напряжения через аналоговый ключ 11. Полярность и величина напряжения на первом входе аналогового ключа 11 определяет наклон или крутизну участка с изме 50 ненной скоростью качания, т.е. ско-. рость качания частоты внутри участка с измененной скоростью качания.За время деиствия импульса, открывающего аналоговый ключ 11 напряжение с его выхода попадает на вход Формирователя 2 управляющего напряжения и суммируется в нем с выходным напряжением с учетом поляркостей действующих напряжений, в результате чего изменяется напряжение, действующее на управляемый генератор 3, что приводит к изменению первоначального закона, действовавшего до открытия аналогового ключа 11,Далее частота управляемого генера тора 3 изменяется до максимальной частоты рабочего диапазона устройства и, попав в полосу фильтра 12, вызывает действие, описанное ранее. При этом запоминающее устройство 17 счета и накопления не производит и элементы И 16, 18 и 19 закрыты.При уменьшении частоты до величины, при которой частота попадает в полосу Фильтра 5, процесс начинается заново, За время действия изложенного цикла при закрытых элементах И, Формирователь 22 импульсов может успеть выдать один или несколько импульсов на считывающий вход запоминающего устройства 17. Сколько бы раз за этот цикл не появлялся считывающий импульс, на вход элемента 20 задержки импульс не попадает до момента прихода импульса с выхода порогового блока 7, подготавливающего устройство к работе и производящего привязку периода работы формирователя 22 импульсов к началу шкалы устройства и времени отсчета.Таким образом, в предложенном устройстве за счет расширения диапазона перемещения участка с измененной скоростью качания частоты обеспечивается расширение диапазона качания частоты.Формула изобретенияГенератор качающейся частоты, содержащий последовательно соединенные формирователь ступенчатого напряжения, аналоговый ключ, формирователь управляющего напряжения, управляемый генератор, согласующий усилитель, первый фильтр, первый детектор, первый пороговый блок и первый триггер, выход которого соединен с управляющим входом формирователя управ ляющего напряжения, последовательно соединенные второй фильтр, вход которого подключен к выходу согласующего усилителя, второй детектор и второй пороговый блок, выход которого соединен с вторым входом первого триггера, элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответСоставителктор Н.Лазаренко Техред А. харченко Корректор А,Фере 8 77 Тираж 959 ПодВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская.наб., д. 4/ каз писное Филиал ППП Патент , г. Ужгород, ул, Проектная 9 9 ственно с выходами первого и второ- го пороговых блоков, и элемент задержки, выход которого соединен с управляющим входом аналогового ключа, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона качания частоты, между выходом элемента ИЛИ и входом формирователя ступенчатого напряжения введен первый элемент И, между выходом согласующего усилителяи входом элемента задержки введены последовательно соединенные первый формирователь импульсов, второй элемент И, запоминающее устройство, третий элемент И и четвертый элемент И, между выходом первого порогового блока и вто 38357 10рыми входами второго, третьего ичетвертого элементов И введева соответственно второй триггервторойформирователь импульсов и третийтриггер, при этом выход второго формирователя импульсов соединен также с вторым входом запоминающегоустройства, второй вход тпетьеготриггера соединен с выходом.запоми 1 о нающего устройства, второй вход второго триггера соединен с выходомчетвертого элемента И.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе.1. Авторское свидетельство СССРР 573849, кл. Н 03 В 23/00, 1976