CS213151B3

CS213151B3 - Connection of a twisted generator

Info

Publication number: CS213151B3
Application number: CS241279A
Authority: CS
Inventors: Rudolf Sykora
Original assignee: Rudolf Sykora
Priority date: 1979-04-10
Filing date: 1979-04-10
Publication date: 1982-03-26

Abstract

ynález ee týká oboru elektronické měřicí techniky. Řeší problém realizace elektronicky rozmítaného generátoru zejména pro oblaat akustických kmitočtů, jehož výstupní harmonické napětí má nízké zkreslení a vysokou kmitočtovou stabilitu. V zapojení rozmítaného generátoru podle vynálezu je výstupní kmitočet dán rozdílem dvou kmitočtů Je však přímo určen proměnným kmitočtem elektronicky řízeného generátoru, který je ve směšovacím obvodu podle autorského osvědčení č, 205209 přičítán /popřípadě odečítán/ k pevnému kmitočtu. Takto získaný rozmítaný kmitočet slouží spolu s výchozím pevným kmitočtem v dalším směšovači k získání výstupního napětí generátoru s vysokou kmitočtovou stabilitou a nízkým zkreslením. Vynálezu může být použito při konstrukci rozmítaných generátorů a kmitočtových ayntezátorů zejména v oblasti akustických kmitočtů. Vynález je charakterizován blokovým schématem uvedeným na obrázku.The invention relates to the field of electronic measurement technology. It solves the problem of implementing an electronically swept generator, especially for the acoustic frequency range, whose output harmonic voltage has low distortion and high frequency stability. In the circuit of the swept generator according to the invention, the output frequency is given by the difference of two frequencies. However, it is directly determined by the variable frequency of the electronically controlled generator, which is added /or subtracted/ to the fixed frequency in the mixing circuit according to the author's certificate No. 205209. The swept frequency thus obtained serves, together with the initial fixed frequency in another mixer, to obtain the output voltage of the generator with high frequency stability and low distortion. The invention can be used in the design of swept generators and frequency synthesizers, especially in the acoustic frequency range. The invention is characterized by the block diagram shown in the figure.

Description

Vynález řeší zapojení rozmítaného generátoru závislé na autorském osvědčení č, 205209 zejména pro měření kmitočtových závislostí obvodů v rozsahu akustických kmitočtů, umožňující dosažení výstupního harmonického napětí s nízkým zkreslením a vysokou kmitočtovou stabilitou.The invention solves the connection of the swept generator according to the author's certificate No. 205209, in particular for measuring the frequency dependence of circuits in the range of acoustic frequencies, allowing to achieve the output harmonic voltage with low distortion and high frequency stability.

Elektronicky rozmítané generátory pracující v oblasti akustických kmitočtů se řeěí zejména dvěma známými způsoby: jako záznějové generátory nebo jako generátory tvarových kmitů s využitím nelineárních obvodů pro získání harmonického výstupního napětí z napětí trojúhelníkového průběhu. První způsob má zásadní nevýhodu v nízké stabilitě výstupního kmitočtu ( zhoršuje se s poklesem kmitočtu), druhým způsobem lze jen velmi obtížně dosáhnout malé zkreslení výstupního napětí generátoru.Electronically swept generators operating in the acoustic frequency range are solved in particular in two known ways: as beat generators or as waveform generators using non-linear circuits to obtain a harmonic output voltage from a triangular voltage. The first method has a major disadvantage in the low stability of the output frequency (it worsens with the frequency drop), the second way it is very difficult to achieve a small distortion of the generator output voltage.

Zapojení rozmítaného generátoru podle vynálezu využívá směšovací obvod podle autorského osvědčení č. 205209 a umožňuje dosažení výstupního napětí s nízkým zkreslením a stabilním kmitočtem, čímž odstraňuje obě základní nevýhody saámých zapojení rozmítaných generátorů.The sweep generator circuitry of the present invention utilizes a mixing circuit according to the author ' s certificate No. 205209 and allows the output voltage to be low distortion and stable frequency, thus eliminating both the basic disadvantages of the sweep generator circuitry itself.

| Podstata zapojení rozmítaného generátoru podle vynálezu spočívá v tom, že výstup stabilního generátoru je připojen na vstup prvního vícestupňového děliče kmitočtu a na prvý Vstup směšovacího obvodu, přičemž jednotlivé výstupy prvního vícestupňového děliče kmitočtu Jsou připojeny ke tvarovacím obvodům, jejichž výstupy jsou prostřednictvím spínačů připojeny k prvnímu přívodu přepínače funkce generátoru, zatímco k jeho druhému přívodu Je připojen výetup generátoru připojeného k výstupu rozmítacího generátoru, kdežto třetí vý‘yod přepínače funkce generátoru je připojen na druhý vstup směšovacího obvodu, jehož výstup Je spojen s$'vstupem druhého děliče kmitočtu, který js dále připojen k prvnímu vstupu kmitočtově fázového detektoru, přičemž na jeho druhý vstup je připojen výstup oscilátoru, jehož ovládací vstup je přes filtr spojen s výstupem kmitočtově fázového detektoru, zatímco výetup oscilátoru Je dále připojen k prvnímu vstupu směšovače a druhý vstup tohoto eměšovače je přes selektivní filtr spojen s výstupem prvního vícestupňového děliče kmitočtu, kdežto výstup směšovače Je přes dolní propust spojen s výstupní svorkou rozmítaného generátoru.| The principle of the sweep generator according to the invention is that the output of the stable generator is connected to the input of the first multistage frequency divider and to the first mixing circuit input, the individual outputs of the first multistage frequency divider being connected to forming circuits whose outputs are connected to the first Generator function switch input is connected to its second inlet. A generator output connected to a sweep generator output is connected, while a third generator function switch output is connected to a second mixing circuit input whose output is coupled to a second frequency divider input. further connected to the first input of the frequency-phase detector, the second input of which is connected to the output of an oscillator whose control input is connected via a filter to the output of the frequency-phase detector, while oscillator output It is further connected to the first input of the mixer and the second input of this mixer is connected via a selective filter to the output of the first multi-stage frequency divider, while the output of the mixer is connected to the output terminal of the swept generator.

[ V zapojení rozmítaného generátoru podle vynálezu Je výstupní kmitočet dán rozdílem dvou kmitočtů - pevného a rozmítaného; rozdíl těchto kmitočtů Je však přímo určen proměnfaým kmitočtem elektronicky řízeného generátoru, který Je přičítán, případně odečítán, na funkci zapojení se tím nic nemění, ve směšovacím obvodu k pevnému kmitočtu. Tím Je dosaženo stability výstupního kmitočtu rozmítaného generátoru. Nízké zkreslení výstupního harmonického napětí lze stejně jako u známých zapojení záznějových generátorů dosáhnout poměrně snadno vzhledem ke kmitočtovému odstupu mezi výstupním kmitočtem a pevným i rozmítaným kmitočtem.[In the circuit of a sweep generator according to the invention, the output frequency is given by the difference of two frequencies - fixed and swept; the difference of these frequencies is, however, directly determined by the variable frequency of the electronically controlled generator, which is added or subtracted, and thus does not change the function of the connection, in the mixing circuit to the fixed frequency. Thus, the output frequency of the swept generator is stable. Low distortion of the output harmonic voltage can be achieved relatively easily due to the frequency separation between the output frequency and the fixed and sweep frequencies, as in the known circuitry of the generator.

Na obrázku je příklad zapojení rozmítaného generátoru podle vynálezu.The figure shows an example of a sweep generator according to the invention.

Výstup stabilního generátoru _1 (např. krystalem řízeného) je připojen na vstup prvního vícestupňového děliče kmitočtu 2 a na prvý vstup směšovacího obvodu 8. Jednotlivé výstupy 20 až 2N prvního vícestupňového děliče kmitočtu 2 jsou připojeny ke tvarovacím obvodům 30 až a, jejichž výstupy jsou prostřednictvím spínačů 40 až 4N připojeny k prvnímuThe output of the stable generator 1 (e.g., crystal controlled) is connected to the input of the first multistage frequency divider 2 and to the first input of the mixing circuit 8. The individual outputs 20 to 2N of the first multistage frequency divider 2 are connected to the shaping circuits 30 to a switches 40 to 4N connected to the first

213 151 *213 151 *

přívodu 72 přepínače 2 funkce generátoru. K jeho druhému přívodu 71 Je připojen výstup generátoru &· Tento generátor je připojen k výstupu rozmítacího generátoru 2· Třetí vývod 73 přepínače 2 funkce generátoru je připojen na druhý vetup směšovacího obvodu 8, jehož výetup Je spojen se vstupem druhého děliče kmitočtu 2» který Je dále připojen k prvnímu vstupu kmitočtově fázového detektoru 10· Ba druhý vstup tohoto kmitočtově fázového detektoru 10 Je připojen výstup oscilátoru 12. Jehož ovládací vetup Je přes filtr 11 spojen s výstupem kmitočtově fázového detektoru 10. Výstup oscilátoru 12 je dále připojen k prvnímu vstupu směáovače 14 a druhý vstup tohoto směšovače 14 Je přes selektiv-. ní filtr 13 spojen β výstupem 2K prvního vícestupňového děliče kmitočtu 2, Výetup směšovače 14 je přes dolní propust 15 spojen s výstupní svorkou 16 rozmítaného generátoru.supply 72 of the generator function switch 2. The second output of the generator function switch 2 is connected to the second output of the mixing circuit 8, the output of which is connected to the input of the second frequency divider 2 which is connected to the output of the sweep generator 2. further connected to the first input of the frequency phase detector 10a and the second input of this frequency phase detector 10 is connected to the output of the oscillator 12. Its control input is connected to the output of the frequency phase detector 10 through the filter 11. and the second input of this mixer 14 is through selective. The output of the mixer 14 is connected via the low pass filter 15 to the output terminal 16 of the swept generator.

Výetupní napětí obdélníkového průběhu o kmitočtu fj, je ze stabilního generátoru 2 přiváděno na vstup prvního vícestupňového děliče kmitočtu 2 a současně první vstup směšovacího obvodu 8. Dělicí poměr A prvního vícestupňového děliče kmitočtu 2 na jeho výstupech 20 aŽ 2N je dán vztahemThe output voltage of the rectangular waveform fj is supplied from the stable generator 2 to the input of the first multistage frequency divider 2 and simultaneously to the first input of the mixing circuit 8. The dividing ratio A of the first multistage frequency divider 2 at its outputs 20 to 2N is given by

A - A_o . 2¹, kde i = 0....NA - And _o . 2 ¹ , where i = 0 .... N

Prostřednictvím přepínače 2- funkce generátoru se na druhý vstup tohoto směšovacího obvodu 8 přivádí buá výetupní napětí generátoru 6 s proměnným kmitočtem ovládaným rozmítacím genrátorem 2» nebo pulzní průběh zíekaný tvarováním výstupních napětí obdélníkového průběhu z jednotlivých výstupů 20 až 2N prvního vícestupňového děliče kmitočtu 2 tak, aby tvarovaná napětí ne výstupech tvarovacíeh obvodů 30 až 3N tvořila navzájemnekoincidující pulzy, které je možno sčítat spínači 40 až 4N. V prvém případě pracuje generátor jako rozmítaný, v druhém případě je kmitočet jeho výstupního napětí konstantní a určený pouze kmitořtem fp Na obrázku Je přepínač 2 funkce generátoru nekreslen v poloze odpovídající funkci rozmítaného generátoru ( druhá poloha Je využitelná např. pro značkování kmitočtu rozmítaného generátoru).By means of the generator function switch 2, either the output voltage of the variable frequency generator 6 controlled by the sweep generator 2 is applied to the second input of this mixing circuit 8 or the pulse waveform obtained by shaping the rectangular waveform output from the individual outputs 20 to 2N of the first multistage frequency splitter 2. the formed voltages at the outlets of the forming circuits 30 to 3N form mutually nonincidating pulses, which can be summed by switches 40 to 4N. In the first case, the generator operates as swept, in the second case the frequency of its output voltage is constant and determined only by the frequency fp In the figure, the generator function switch 2 is undistorted in the position corresponding to the swept generator function (second position).

Kmitočet výstupního napětí směšovacího obvodu 8 podle autorského osvědčení č. je určen vztahem ^fl ^fl ^f3 “ “ i ^ř2 ( ^£ 2 Ϊ ’The output voltage of the mixing circuit 8 according to the author's certificate No. is determined by the relation ^f l ^f l ^f 3 "" i ^ø 2 ( ^£ 2 Ϊ '

Kde fg Je kmitočet napětí přiváděného přepínačem 2 funkce generátoru na druhý vetup směš. obvodu 8. Toto výstupní napětí Je přiváděno na vstup druhého děliče kmitočtu 2 s dělícím poměrem B. Neperlodičnost výstupního napětí směšovacího obvodu Ě daná jeho funkcí a případně 1 neperiodičností pulzního průběhu ze spínačů 40 až 4N je snížena druhým děličem kmitočtu 2 β dále odstraněna pomocí fázového závěsu tvořeného kmitočtově fázovým detektorem 10, filtrem 11 a oscilátorem 12. Výstupní napětí tohoto elektronicky řízeného oscilátoru mí kmitočet shodný e kmitočtem na výstupu druhého děliče kmitočtu 2 * přivádí se na první vstup směšovače14, na jehož druhý vstup se přivádí harmonické napětí získané selektivním filtrem 13 z výstupu 2K prvního víoeBtupňového děliče kmitočtu 2, Kmitočet užitečného výstupního napětí ze směšovače 14 je dán rozdílem kmitočtů obout vstupních napětí. Výstupní napětí směšovače 14 je filtrováno dolní propustí 15 s mezním kmitočtem vyšším než je nejvyšší kmitočet rozsahu rozmítaného generátoru a přiváděno na vý213 151Where fg Is the frequency of the voltage supplied by the generator function switch 2 to the second output mix. This output voltage is applied to the input of the second frequency divider 2 with the dividing ratio B. The infertility of the output voltage of the mixing circuit d given by its function and possibly 1 non-periodicity of the pulse waveform from switches 40 to 4N is reduced by the second frequency divider The output voltage of this electronically controlled oscillator has a frequency equal to the frequency at the output of the second frequency divider 2 * is applied to the first input of the mixer14, to the second input of which the harmonic voltage obtained by the selective filter 13 is supplied. From the output 2K of the first multi-stage frequency divider 2, the frequency of the useful output voltage from the mixer 14 is given by the frequency difference of the input voltage. The output voltage of the mixer 14 is filtered by a low pass filter 15 with a cutoff frequency higher than the highest frequency of the swept generator range and fed to the output 151

Btupní svorku 16. Kmitočet f_y výstupního napětí rozmítaného generátoru podle vynálezu je dán vztahem přičemž musí být splněna podmínka n a ,K-1 B = ^Ao . 2B-terminal 16. The frequency of the output voltage _{y of the} swept generator according to the invention is given by the formula, where the condition, K-1 B = ^A o, must be fulfilled. 2

Pracujeii generátor jako zdroj pevného kmitočtu určeného spínači 40 až 4N, jeThe generator operates as a fixed frequency source designated by switches 40-4N

kde n odpovídá sepnutým spínačům 40 až 4N a nabývá tedy hodnot O až N, takže ,-n _a2 ₂K-1where n corresponds to closed switches 40 to 4N and thus takes values from 0 to N, so, -n _and 2 ₂ K-1

OO

Nejnižší pevný kmitočet výstupního napětí je pro / 2~ⁿ = 2”® ^BeP^nutÝ J®ⁿ spínač 4N) ^lv min ” TThe lowest output voltage of fixed frequency is / ^{2, n} = 2 ~ "® P ^Be ^nut Ý J® ⁿ switch 4N) in ^l min" T

A_o 2¹^¹ „K-2 kmitočtůAnd _by 2 ¹ ^ ¹ "K-2 frequencies

Sepnutí všech spínačů 40 až 4N odpovídá nejvyšší pevný kmitočet £ »· ▼ maxThe closing of all switches 40 to 4N corresponds to the highest fixed frequency £ »· ▼ max

Vzájemný poměr mezních pevných ^fv max _Ratio of limit fixed ^f in max _

-Ξ— = 2^a+i - 1 f-Ξ— = 2 ^{and +} 1 - 1 f

v minin min

Postupným spínáním spínačů 40 až 4N je možno volit pevný kmitočet f. až f v násobcích nejnižšího kmitočtuSequential switching of switches 40 to 4N allows to select a fixed frequency f. To f in multiples of the lowest frequency

Výchozí kmitočet f^ a dělící poměr A ( a současně i B,K) se volí podle požadovaného kmitočtového rozsahu rozmítaného generátoru s ohledem na návrh filtru fázového závěsu, odstraňujícího rušivý vliv neperiodičnosti výstupního napětí druhého děliče kmitočtu g.The starting frequency f a and the dividing ratio A (and at the same time B, K) are selected according to the desired frequency range of the swept generator with respect to the design of the phase lock filter eliminating the disturbance of the non-periodic output voltage of the second frequency divider g.

Zapojení rozmítaného generátoru podle vynálezu s využitím směšovacího obvodu podle autorského osvědčení č. umožňuje jednoduchou realizaci zdroje haimoniekého napětí s nízkým zkreslením, jehož kmitočet je elektronicky plynule přeladitelný v širokém rozsahu. Je určeno především pro řešení přístrojů pracujících v oblasti akustických kmitočtů.The connection of a sweep generator according to the invention using a mixing circuit according to the author's certificate No. allows a simple implementation of a low-distortion Haimonk voltage source whose frequency is electronically tunable over a wide range. It is designed especially for solutions of devices working in the field of acoustic frequencies.

Claims

Authorized certificate-based sweep generator connection No. 205209, characterized in that the output of the fixed generator (1) is connected to the input of the first multi-stage frequency divider (2) and to the first input of the mixing circuit (8), the individual outputs (20 to 2N) the first multistage frequency divider (2) are connected to the molding circuits (30 to 3N), the outputs of which are connected via switches (40 to 4N) to the first lead (72) of the generator function switch (7), while to the second lead (71) the output of the generator (6) connected to the output of the sweep generator (5) is connected »while the third terminal (73) of the generator function switch (7) is connected to the second input of the mixing circuit (8) ), which is further connected to the first input of the frequency phase detector (10), an upstream oscillator (12) whose control input is connected via a filter (11) to the output of a frequency phase detector (10), while the output of the oscillator (12) is further connected to the first input of the mixer (14) and a selective filter (13) coupled to the output (2K) of the first multistage frequency divider (2), while the output of the mixer (14) is coupled via the low pass filter (15) to the output terminal (16) of the swept generator.