Генератор задающих синусоидальных напряжений регулируемой частоты

(5 )М. Кл. Н 02 И 1/08. 3 Ьеуааретавнный квинтетСССР ве делам нзабрвтеннЯ н еткрытнЯ(53) УДК 621.316. .724(088. 8) 1Ю, И. ИануковскийпвьС;",ДОтдел энергетической кибернетики АН Иолдавскои Оба.( 54) ГЕНЕРАТОР ЗАДАЩИХ СИНУСОИДАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ РЕГУЛИРУЕМОЙ ЧАСТОТЫИзобретение относится к преобразо- вательной технике и может быть использовано в системах управления тиристорами инверторов в качестве генератора эталонного синусоидального напряжения.,Известны генераторы синусоидально-. го напряжения, содержащие задающий генератор, подключенный ко входу гене" ратора прямоугольных импульсов, выход которого соединен с входом интегратора, подсоединенного к входу пересчет- ного элемента и к входу"блоков нелинейности выходы которых подсоединены к входам сумматора и формирователя фаз 11.т 5. Недостатком известных генераторов является невозможность плавного регулирования частоты генерируемого синусоидального напряжения.Наиболее близким техническим реве- хв нием к изобретению по средствам и.достигаемому результату является генератор гармонических колебаний, содержащий последовательно соединенные ис 2точник управляющего напряжения и первый интегратор, зашунтированный ключом последовательно соединенные компаратор и пересчетный элемент, источникопорного напряжения, формирователь синусоидального напряжения, первый входкоторого соединен с выходом источникаопорного напряжения и первым входомкомпаратора, второй вход - с вторымвходом компаратора, третий вхо - свыходом пересчетного элемента2,Недостатком известного генератораявляется искаженная форма выходных им-:рульсов,. обусловленная наличием обратного хода пилообразного напряжения интегратора, приводящая к появлению вы"бросов напряжения при формировании выходного напряжения,Целью изобретения является улучщеме Формы выходного напряжения.Поставленная цель достигается тем,что известный генератор снабжен допол"нительным вторым интегратором и тремяключами, триггером, вход которого,со"3 964895 единен с выходом компаратора, выход "1" - с управляющими входами соответственно .первого основного и четверто" го дополнительного ключей, и выход "0" " с управляющими входами соответ.ственно второго и третьего дополнительных ключей, второй вход компаратора . подключен к выходам основного и дополнительного интеграторов соответственно через второй и четвертый, ключи, параллельно второму интегратору включен третий дополнительный ключ, а вход дополнительного интегратора подключен к выходу источника управляющего напря" жения.1 15 На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема генератора; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.2 вГенератор задающих синусоидальных колебаний регулируемой частоты (Фиг. 1) содержит источник 1 управляющего напряжения, источник 2 опорного напря" жения, интеграторы 3 и Й, входы которых соединены с источником 1 управляющего напряжения, а выходы соответственно через ключи 5 и б с первым входом 7 компаратора 8. К второму входу 9 компаратора 8 подключен источник 2 опорного напряжения, а выход компаратора - к входу пересчетного элемента 10 и к входу триггера 11, выходы 12 и 13 которого соединены соответственйо с управляющими входами ключей б и 1 М, 5 и 15. Ключ 11 включен параллель-з но интегратору 3, а ключ 15 - параллельно интегратору ч. Формирователь 16 синусоидального напряжения включает блоки нелинейности 17 и 18 сумма-. тора 19 с неинвертирующим входом 2040 и и иве рти рующим входом 21, сумматор 22 с входами 23 и 2 Й, инверторы 25- 27 и.формирователь Фаз 28 с входами 29-35 и выходами 36-38. Первый вход 7 компаратора 8 поключен к входу блока4 нелинейности 17 и к инвертирующему входу 21 сумматора 19, вход 20 кото-рого соединен с источником 2 опорного напряжения, а выход - с входом блока нелинейности 18.Выходы блоков нелинеиности 17 и 18 подключены соответственно к входам 23 и 2 М сумматора 22, к входам инверто" ров 25 и 27 и к входам 30 и 33 Формирователя Фаз 28, Выходы инвврторов 25.и 27 соединены соответственно с входами 29, 32 и 31 Формирователя Фаз 28, вход 35 котороГо подключен к выходу 4пересчетного элемента 10. Выход сумматора 22 соединен с входом инверто" ра 26 и с входом 31 формирователя 28,Генератор задающих синусоидальных напряжений работает следующим образом.Управляющее напряжение от источни" ка 1 поступает на входы интеграторов 3 и Й, Пусть в исходном состоянии ключи. 6 и 1 М разомкнуты, а ключи 5 и 15 замкнуты. Интегратор 3 интегрирует управляющее напряжение. Интегратор 1 при этом замкнут накоротко ключом 15, Выходное напряжение интеграторов 3 пилообразной Формы (фиг. 2 а) поступает на вход формирователя 16 и на вход 7 компаратора 8. В момент й, когда это напряжение достигает напряжения срабатывания Оо, компаратор 8 сраба - тывает, и переключается триггер 11. Сигналы с выходом 12 и 13 триггера 11 замыкают ключи 6 и М и размыкают ключи 5 и 15, При этом выход интегратора 3 отключен ключом 5 от асей схемы, а его конденсатор разряжается через закороченный ключ 1 М, образуя обратный ход пилообразного напряжения, который не поступает на вход формирователя 16 . синусоидального напряжения. В это время интегратор 4 начинает формировать пилообразное напряжение (Фиг. 28), которое через замкнутый ключ 6 поступает на вход Формирователя 16 и на вход 7 компаратора 8. Когда это напряжение в момент 1 достигнет напряжения срабатывания 1 о, компаратор 8 срабатывает и переключает триггер 11. Сигналы с выходов 12 и 13 последнего переклю- . чают ключи 5, 6, 1 ч и 15 в исходное состояние. Далее процесс повторяется, кроме того, конденсатор интегратора 4 разряжается через закороченный ключ 15, образуя обратный ход пилообразного напряжения, который не поступает на вход формирователя 16.Таким образом, на вход формирователя 16 синусоидального напряжения поступают непрерывно. следующие линейно нарастающие пилообразные импульсы (Фиг. 2) с постоянным уровнем, частота повторения которых определяется величиной управляющего напряжения. В этих пилообразных импульсах отсутствует участок обратного хода пилообразного напряжения, который имеется в пилообразных импульсах, сформированных интеграторами 3 и М в отдельности (Фиг. 2 а и 2 б).Непрерывно следующие линейно нара тающие пилообразные импульсы поступа5 9 бч 8ют на инвертируоций вход 21 сумматора 19, где вычитаются из опорного напряжения 0 подаваемого от источника 2 на неинвертирующий вход 20. Вавыходе сумматора 19 получают линейноспадающие пилообразные импульсы(Фиг. 2 г), являющиеся зеркальным повторением линейно нарастающих импульсов. В блоках нелинейности 17 и 18 соответственно из импульсов линейно нарастающих и линейно. спадающих формируют участки синусоиды от 0 до 60 эл.гр. (Фиг. 2 д) и от 120 до 180 эл, гр.(Фиг. 2 е). Средний участок синусоидыот 60 до. 120 эл. гр, (Фиг. 2 ж) Формируют в сумматоре 22 путем сложения на"пряжений с блоков нелинейности 17. и18, поступающих соответственно на вхо"ды 23 и 2 ч. Для получения участковсинусоиды от 180 до 210 эл. гр., от 20300 до 360 эл, гр. и от 210 до 300эл, гр. выходные напряжения блоков нелинейности 17 и 18 и сумматора 22 ин" .вертируют с помощью инверторов;25, 27,26 (Фиг. 2 з, 2 и, 2 к) соответственно, 23Полученные. участки синусоиды с выхо". дов блоков нелинейности 17 и 18, сум"матора 22 и инверторов 25 26 и 27поступают на входы 29"34 Формировате"ля фаз 28. Пересчетный элемент 10 счи"1 Отает импульсы с выхода компаратора 8и сигналом с выхода управляет работойФормирователя Фаз 28, представляющегособой логическое устройство, .котороевыбирает необходимые части синусоидыв зависимости от Фазы и подает этичасти на выходы в нужной последова"тельности.Таким образом,на выходах 37, 38и 36 Формирователя фаз 28 получают 3";фазное синусоидальное напряжение, ре"гулируемое по частоте. На фиг. 2 л по" .казано сформированное синусоидальноенапряжение фазы А,Предлагаемый генератор задающихсинусоидальных напряжений обеспечива"ет по сравнению с прототипом улучшенную форму кривой выходного синусоидального напряжения, в которой устра. нены нежелательные выбросы, Кроме то 95 6го, предлагаемый генератср обеспечи-.вает по сравнению с существующими генераторами суносоидальных напряжений низкий коэффициент гармоник выходного напряжения - менее 2 во всем диапазоне генерируемых частот. формула изобретенияГенератор задающих синусоидальных:напряжений регулируемой частоты, содержащий последовательно соединенные.пе.рвый интегратор, зашунтированныйключом, последовательно соединенныекомпаратор и пересчетный элемент, ис,точник опорного напряжения, формиро"ватель синусоидального напряжения,первый вход котЬрого соединен с выходом источника опорного напряжения ипервым входом компаратора второйвход - с вторым входом компаратора,третий вход ". с выходом пересчетногоэлемента, о т л и ч а ю щ и й с я темчто, с целью улучшения формы выходного напряжения, он снабжен дополнительным вторым интегратором и тремя ключами, триггером, вход которого соединенс выходом компаратора, выход "1" - суправляющими входами соответственно;первого основного и четвертого дополнительного ключей, и выход "Оф - с управляющими входами соответственно второго и третьего дополнительных ключей,второй вход компаратора подключен квыходам основного и дополнительного;второму интегратору включен третий до;полнительный. ключ, а вход дополнитель,ного интегратора подключен к выходу:источника управляющего напряжения.Источйики информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИ Б 21638, кл. Н 02 И У 08, 1976.2,. Авторское свидетельство СССР по, Москва, Ж"35, Раушс Подписное митета СССР открытий ая наб д, 4