Генератор ступенчатого напряжения

(71) Заявител 54) ГЕНЕРАТО ПЕНЧАТОРО НАПРЯЖЕНИЯ 2ду накацливакщего сумматора, а втовыход (последовательный) - к соотукзцему входу второго одноразрядсумматора, другой вход которогоючен к выходу первого регистра а, схваченного кольцевой обратной жю. Выход второго одноразрядного атора соединен с входом последонвй записи реверсивного рв истра ига. Первый вход первого одноразряд сумматора подключен к другому выервого регистра сдвига, а второйк выходу коммутатора, два другихрого подсоединены к соответсРавыходаы второго ра истра сдвиохваченного кольювой обрат- связью. Выход перва о одноразрядсумматора соедииен с соотввтствувходом первого регистра сдвига,й выход Формироватвли команд одмвино сввдииен с третьими всодамирегистра сдвига и перва о однэядного сумматора, а также с вторыывторюо регистра сдвига. Второй лях ходу пвходвхода котовукомга, также Изобретение относится к импульсной вхо технике и может быть использовано, на- рой пример, в формировате напряжений, ветств применяемых в приемниках с автоматичес- ного кой перестройкой частоты. подклИзвестен функциональный генератор сдвиг напряжения, содержащий задакзций гене- Овя ратор импульсов, выход которого одновре- сумм менно подключен к первому входу накал- ватель ливающего сумматора, а также к входам сдв двоичного счетчика и делителя частоты, ного выход которого соединен с входом формирователя команд. Выход двоичногосчетчика связан с входом дешифратора,подключенного выходом к другому входуформирователя команд, входам коммутатора и блока устаноши кодов, выходы ной которого соединены с входами парааищь-, наго ной записи накапливакзцего сумматора, кецим реверсивного регистра сдвига, перва.о 20 первы одноразрядного сумматора, а также пер- ковре вого и второго регистров сдвига, Первый первого выход (параллельный) реверсивного- разр регистра сдвига подключен к третьему входом3 93837 выход формирователя команд одновременно соединен с соответствукщими входами первого регистра сдвига; реверсивного регистра сдвига и второго одноразрядного сумматора, а третий выход с третьим3 Входом реверсивного регистра сдвига.Выход накапливающего сумматора связан с входом преобразователя код - напряжение, выход которого подключен к выходу устройства. Выходное напряжение ээтого генератора представляет собой кусочнолинвйную функцию времени с огибающей, определяемой выражением, содержащим ствпеннную ( параб ОдическУю 1 и показательную составлякщйЪ 1 1 3 .%Недостатком устройства является низкая точность работы.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является генерв; тор ступенчатого напряжения, содержщпий20 задающий генератор импульсов, выход которого нодкпючен к первому входу двоичного счетчика, первый и второй наквпдиввкхпие сумматоры, лесные входы котоЭЮ рых подключены квыходу задающего генератора импульсов, в вторые - к выходу делителя частоты, выход первого накапливающего сумматора подключен к входу первого преобразователя код - нвп; ряжение, выход которого является вьсхозе дом устройслю, вход устройства йодкаючен к первому входу сьсеситещ, второй вход которого подсоединен к выходу второго наквлдивакяпего сумматора через последовательно соединенные управляемый генератор высокой частоты и второй преобразователь код - нщцажение, а выход смесителя подключен к входу элемента регистрщпси, третьи щсоды первого и второга иакапдивакюцих суммматоров подкдюО чены соответственно к первому и второму вьжодам блока установи: кодов, третий вьпсо . которого подключен к входу статического регистра, первый выход формирователя команд подключен к четвертому вхосц второго нащпдиввкщего сумматора, а второй выход - к четвертому входу первого найапдивающвго сумматора, двьтифрвтор двоичного кода, первый Выход которого подключен к второму фв входу двоичного счетчика, выход делителя частоты нодкпючвн к третьему входу двоичного счетчика, выход статического регистра подключен к одному из входов первого и второго нвкапдивакзцих сумматоров 2Недостатком устройства является его низкое быстродействие. 8 фЦель изобретения - повышение быстродействия устройства,Поставленная цель достигается тем,что в генератор ступенчатого напряжения,содержащий задающий генератор импульсов,выход которого подключен к первому входу двоичного счетчика, первый и второйнакапдиваккцие сумматоры, первый входыкоторых подключены к выходу задакщего-генератора импульсов, а вторые - к выходу делителя частоты, выход первого накацпеакзцего сумматора подключен к входу первого преобразователя юд - напряжение, выход которого является выходомустройства, щсод устройства подключенк первому входу смесителя, второй входкоторого подключен к выходу второгонакапливающего сумматора через последовательно соединенные управляемыйгенератор высокой частоты и второй преобразователь юд - напряжение, в выходсмеситеи подключен к входу элементарегистрации, третьи Входы первого и втарого наквпдива 3 сщкх сумматоров подключены соотвестввнно к первому и Второмувыходам блока установки юдов, третийвыхоп которого поесдючен к вхопу ста. тического регистра, первый выхоп фор. мирователя команд подюиочен к четвертому входу второго наквпдиввкщего сумматора, в второй выход - к четвертомувходу первого накапливающего сумматора,дешифратор двоичного кода, первый выход которого подключен к второму входудвоичного счетчика, в него введены перВый и Второй инВерторы, кОмммутаторэлемент управления, сумматор приращения,первый вход которого соединен с первымвходом элемента управления, и выходомзвдвкщвго генератора иьеульсов, второйвход - с четвертым выходом блока установки кщвв, третий вход - с пятымивходами цврвого и втОрогв накапливающих сумматоров с Выходом юмщтаторв,четвертый вход - с третьим Выходомформирователя: команд, а пятый вход - свьпсщвм делителя частоты, первый Входформирователя команд подключен к Выходу первого инвертора, вход которогосоединен с выходом пещифрвторв двоичного юдв и вторым входом элемента управления, третий вход которого подключен к выходу элемента регистрации ивходу второго инвертора, выход которого подключен к вторачу входу формирователя команд, третий вход которого подключен к выходу вдеменга управления ипервому входу коммутатора, второй входкоторого подключен к выходу ствтичес5 9383КОГО регистраф третий ВхОд к ВыхОдусумматора приращения, выход двоичногосчетчика подключен к входу дешифраторадвоичного кода, второй. выход которогосоединен с входом делителя частоты,четверт.ый вход элемента управления соединен с первым выходом формирователякоманд.На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - типовая эк овивалентнвя и принципиальная схемаэлектронноперестраиваемого контура,управляемым элементом которого является варикап.Устройство содержит задающий гене Бритор 1 импульсов, двоичный счетчик 2первый и второй накапливающие Сумматоры 3 и 4, денитель 5 частоты, первыйи второй преобразователи 6 и 7 коднапряжение, смеситель 8, управляемый 20генератор 9 высокой частоты, элемент10 регистрации, бди 11 установки кодов, статический регистр 12, формирователь 13 команд, дешифратор 14 двоичного кода, первый и второй инверторы р15 и 16, коммутатор 17, элемент 18управления, сумматор 19 приращения,Устройство работает следующим образом.Один цикл работы устройства состоит из последовательности шагов, выполняемых за определенное количество тактов.За цикл перестройки выходное напряжение изменяется от минимального до.максимального значения, причем в каждом шаге нв величину, иаменяющую частоту гетероцинв. нв значение ь . Каждыйшаг состоит из двух частей или двухэтапов перестройки. На первом этапеформируется ступень изменения частотыгетеродина, на втором - частоты, управляемого генератора 9 высокой частоты, В первом такте напряжение в соответствукицем ивкапливающем сумматореувепичивается сразу нв величину приращения напряжения ф а аругом: накапливающем сумматоре за весь предшествукщийэтап его перестройки, а в последующихтактах - мелкими приращениями доводится до нужной величины,59Тактовую частоту вырабатывает задающий генератор 1 импульсов, двоичныйсчетчик 2 с дешифрвтором 4 двоичногокода разделяют ее на пачки по принадлезаюсти к тому или иному шагу. Числошагов подсчитывает делитель 5 частоты.В начале каждого цикла работы устройство приводится в исходное состояние, В статический регистр 12, в сумматор 19 приращения, в также в первый и второй накапливающие сумматоры 3 и 4 через с оответству щцие информвционные входы из блока 11 установки кодов записываются числа начальной установки. При атом напряжение нв выходе преобразователя 6 код - напряжение обеспечивает настройку гетеродина приемника нв нижнюю частоту К, а напряжение нв выходе преобразователя 7 код - напряж ние вызывает настройку генератора 9 нв половину частотного дискретв перестройд ки выше, т.е. на частоту, равную ЕФ . В сумитор 19 приращения звписываетси код, соответствукхций такому приращеник напряжения нв выходе преобразователя Я, которое обеспечивает изменение частоты настройки тегеродинв со значения Рц до значения, близкого к вели ине :н+ь, но не превышающего эту величину. Код, записываемый в статический регистр 12, соответствует такому приращению Выходных напряжений преобразователей 7 н 7 6, при котором изменение частот настройки тегеродинв и генератора 9 не пре Вьшвет ВелцчиНу СРЬ.Формирователь 13 команд устанавливается в положение, при котором на всех его выходах присутствуют нулевые потенциалы, запрещающие работу накапливающих сумматоров 3 и 4 и сумматора 19 приращения. На выходе элемента 18 управленцы устанавливается нулевой потенциал, что обеспечивает прохождение через коммутатор 17 кода с выхода статичес-. кого регистра 12. Делитель 5 частоты обнуляется, двоичный счетчик 2 устанавливается В исходное состояние.Нв каждом шаге перестройки нв первом выходедешифраторв 14 Выполняется первый на данном шаге тактовый импульс генератора 1 называемый далее импульсом запуска, Импульс имеет положительную полярность, равную периоду тактовой частоты длительность и совпадающее с перей ним фронтом тактового импульса начало, Указанный импульс поступает на второй вход элемента 18 управления и первый инвергор 15. С выхода инвертора 15 импульс запуска отрицательной полярности воздействует на первый Вход формирователя 13 командизменяя потенциал на втором его выходе с нуля на единицу и разрешая тем самым работу первого накапливающего сумматора 3. Положительный импульс запуска проходит через элемент 18 управления на йервый входкоммутатора 17 и третий вход формиро78 7 0383 вателя 13 команд. При этом коммутатор 17 за время деВствия указанного импуль са пропускает на пятый вход накапливакщего сумматора 3 код с выхода сумматора 19 приращения.5По заднему фронту тактового импульса, выэваииего появления импульса запуска, изменится коц в наквпливакщем сумматоре 3 на величину кода сумматора 19 приращения. Соогветственно увели чится напряжение на выходе преобразователя 6 на величину, соответствующую изменению частоты настройки гетеродина на величину не более, чем д, По окончании положительного импульса на третьем 5 входе формирователя 13 команд, на третьем выходе последнего нулевой потенциал сменяется единичным, что разрешает РаботУ сумматора 19 приращений. По окончании того же импульса на первом входе коммутатора 17, гго имеет меето в момент действия переднего фронта очередного тактового импульса, коммутатор вместо кода сумматора 19 приращения передает нв входы накапливающего 25 сумматора 3 и сумматора приращения статического регистра 12. По задним фронтам последующих тактовых импуль сов генератора 1 в накапливающем сумматоре 3 и сумматоре 19 приращения растут коды, увеличиваясь в каждом такте ив код статического регистра 12. На выходе устройства соотвегственно возрастает напряжение, управляющее частотой гетеродинв, и часгота последнего постепенно приближается к значению ГН+,.При достижении в квсом-либо твкте гетеропином данной частоты,значениеразностной частоты нв выходе смесите, ла 8 становится равным, либо чуть болыаим в . Элемент 10 регистрации реагирует нв это формированием положительного импульса окончания нервого этапа перестройки. Укаэанный им 45 пульс поступает нв третий вход элемента 18 управления и вход второго инвертора 16. Сформированный инвергором 16 отрицательный импульс, воздействуя иа второй вход формирователя 13 команд,И изменяет состояния на всех выходах последнего на противоположные, На первом выходе устанавливается единичный потенциал, раэрешакщий работу нв втором этапе перестройки накагцпввкщего сумматора 4, в на втором и третьем выходах - нулевые потенциалы, звпрэщакщие работу первого накапливающего сумматора 3 и сумматора 19 приращения. Положительный импульс на третьем входе элемента 18 управления и появившийся единичный потенциал на его четвертом входе создают условия для формирования элементом 18 (под действием нв первом входе очередного тактового импульса) положительного импульса,импульса начала второго этапа перестройки, причем параметры его аналогичныпараметрам задвкщего импульса, (длительность раина периоду тактовой частоты, начало совпадает с началом импульса тактовой частоты, его передним фронтом), Во время действия этого импульса через коммутатор 17 на вход рвботвкнщего сумматора 4 поступает код с сумматорв 19 приращения, в котором в данный момент хранится код приращения за все такты предыдущего этапа. По заднему фронту тактового импульса, обуслсьвившего появление импульса начала второго атапв перестройки, во вгором накапливающем сумматоре 19 увеличивается код на величину ком сумматора 19 приращения. По окончании импульса, сформированного элементом 18 управления (поступившего нв третий вход формирователя 13 команд), изменяется потенциал нв третьем выходе формирователя 13 команд с нуля на единицу и разрешается тем самым работа сумматора 19 приращения, Б этот же момент с выхода коммутатора 17 на пятый вход накапливающего сумматора 4 и третий вход сумматора 19 приращения начинает поступать код с выхода статического регистра 12, Под действием последукщих тактовых импульсов в сумматорах 4 и 19 происходит увеличение кодов на величину кода статического регистра 12 в каждом такте до тех пор, пока выходное напряжение ПКН 11 не достигнет значения, при котором частота генератора 9 не станет равной, либо незначительно большей величины д . При этом нв выходе смесителя 8 значение рвзностной частоты вновь становится - , и подключенЬный к выходу смесителя элемент 10 регистрации формирует второй нв ван- ном шаге перестройки положительный импульс - импульс окончания второго этапа перестройки. Изменив полярность при прохождении через инвертор 16, укаэанный импульс воздействует нв вто рой вход формирователя 13 команд так, что на первом и третьем выходах его единичные потенциалы сменяются нулевыми. Это означает, гго запрещается рабога нвквпливакщего сумматора 4 и9383 Формула изобретения Генератор ступенчатого напряжения, содержащий задакщий генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу двоичного счетчика, первый и второй накапливакщие сумматоры, первые входы которых подкпючены к выходу задакщего генератора импульсов, а вторые к выходу делителя частоты, выход пер вого накапливакщего сумматора подклю- . чен к входу первого преобразователя код напряжение, выход которого является выходом устройства, вход устроВИ сгва подключен к первому входу смесителя, второй вход которого подключен 9сумматора 19 приращений, Нулевойпотенциал, воздействук 1 ций на четвертыйвход элемента 18 управления, запреща-ет формирование указанным элементомкаких-либо импульсов под дей:твиемсигналов на его первом и третьем входах, Во всех последукщих тактах данного шага, число которых постоянно, и,как будет показано ниже, определяетсячислом на. последнем шаге, где оно мак Осимально, числа в сумматорах 3, 4 и19 не изменяются, Последний импульстактовой частоты из пачки данного шагас выхода дешифратора 14 двоичного кода поступает на делитель 4 частоты, 1 юизменяя его состояние на единицу. Наследукщем шаге перестройки на второмвыходе дешифратора 14 снова выделяется импульс запускаи перестройка гетерсаина и генератора 9 на частотныйднскрет, близкий к ь, повтоярется.При прохождении всех шагов цикладелитель 5 возвращается в исходноесостояние, вырабатывая при этом импульс окончания цикла. Данный импульс 23поступает на вторые входы сумматоров3 и 4 и пятый вход сумматора 19, устанавливая их в исходное для началацикла состояние,Увеличение быстродействии генера- зэ, тора ступенчатого напряжения достигается эа счет ускоренного формированиятребуемой величины управлящцего напряжения на каждом этапе перестройки, таккак в конце каждого этапа перестройкикод приращения управлякщего напряжениязапоминается. В начале следующего этапа производится увеличение управлякзцего напряжения сразу на величину приращения на предыдущем этапе. 78 10к выходу второго накапливакецего сумматора через последовательно соединенныеуправляемый генератор высокой частотыи второй преобразователь код - напряжение, а выход - к входу элемента регистрации, третьи входы первого и второго накапливающих сумматоров подключенысоответственно к первому и второму выходам блока установки кодов, третийвыход которого подключен к входу статического регистра, первый выход формирователя команд подюночен к четвертому входу второго накапливающего сумматора, а второй выход - к четвертомувходу первого накапливакщего сумматора,дешифратор двоичного кода, первый выход которого подключен к второму входу .двоичного счетчика, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены первый и второй инверторы, коммутатор, элемент управления, сумматор приращении, первыйвход которого соединен с первым входомэлемента управления и выходом задающего генератора импульсов, второй входс четвертым выходом блока установкикодов, третий вход - с пятыми входамипервого и второго накаплнвакщих сумматоров и выходом коммутатора, четвертый вход - с третьим выходом формирователя команд, а пятый вход - свыходом делителя частоты, первый входформирователя команд подключен к выходупервого инвертора, вход которого соединен с выходом дешифратора двоичногокода и вторым входом элемента управления, третий вход которого подключенк выходу элемента регистрации, и входувторого инвертора, выход которого подключен к второму входу формирователякоманд, третий вход которого подюпоченк выходу элемента управления и первому.входу коммутатора, второй вход которогоподключен к выходу статического регистра, третий вход - к выход аниматора приращения, выход двоичного счэ 1чика подключен к входу дешифраторадвоичного кода, второй выход которогосоединен с входом делителя частоты,четвергый вход элевюнта управления соединен с аервым выходом формирователякоманд.Источники информации,принятые во внимание при эаспертизе1. Авторское свидетельство СССР% 734746, кл. 6 068 7/00, 1978.2. Авторское свидетельство СССРИф 708498, кл. Н 03 К 4 Р 02, 1977.