CS215809B1

CS215809B1 - Wiring to generate a tunable low frequency harmonic signal with fast frequency indication in numeric form with multiple decimal places

Info

Publication number: CS215809B1
Application number: CS835279A
Authority: CS
Inventors: Jiri Voboril
Original assignee: Jiri Voboril
Priority date: 1979-12-03
Filing date: 1979-12-03
Publication date: 1982-09-15

Abstract

Účelem vynálezu je vytvoření zapojení speciálního generátoru harmonického signálu, které umožní indikovat kmitočet výstupního signálu na větší počet desetinných míst v relativně krátkém časovém intervalu. Uvedeného účelu se dosáhne tím, že základní oscilátor s proměnným kmitočtem je připojen na čítač a současně je připojen na programovatelnou děličku, přičemž základní oscilátor je spojen pomocí ladicích prvků s ovládacím blokem, který je připojen na blok integrační konstanty integrátoru, který je připojen na výstup programovatelné děličky, přičemž na výstup integrátoru je připojen tvarovací obvod s výstupní svorkou. Pro případ vytvoření soustavy harmonických signálů s fázovým pootočením o π/2 je zapojení doplněno tak, že na výstupní svorku je připojen další integrátor s blokem integrační konstanty, která je společně s blokem Integrační konstanty a obvodem budicích prvků spojena s ovládacím blokem.The purpose of the invention is to create a special harmonic signal generator circuit that allows indicating the frequency of the output signal to a larger number of decimal places in a relatively short time interval. The stated purpose is achieved by connecting the basic oscillator with a variable frequency to a counter and at the same time connecting it to a programmable divider, while the basic oscillator is connected by means of tuning elements to a control block, which is connected to the integrator integration constant block, which is connected to the output of the programmable divider, while a shaping circuit with an output terminal is connected to the integrator output. In the case of creating a system of harmonic signals with a phase shift of π/2, the circuit is supplemented so that another integrator with an integration constant block is connected to the output terminal, which is connected to the control block together with the Integration constant block and the excitation element circuit.

Description

Vynález se týká zapojení pro generování přeladitelného nízkofrekvenčního harmonického signálu s rychlou Indikací kmitočtu v číselné formě s větším počtem desetinných míst.The invention relates to a circuit for generating a tunable low frequency harmonic signal with a fast frequency indication in numeric form with a plurality of decimal places.

Pro dynamická měření ve strojírenství je zapotřebí generovat s dostatečnou přesností periodicky harmonický signál přeladitelný v určitém rozsahu. Pro tyto účely je možno použít nejrůznější typy generátorů, např. RC generátory, směšovací generátory, syntetyzátory, generátory pracující na principu integrace apod.For dynamic measurements in engineering it is necessary to generate a periodically harmonious signal tunable to a certain extent with sufficient accuracy. For this purpose it is possible to use various types of generators, eg RC generators, mixing generators, synthetizers, generators working on the principle of integration etc.

V řadě případů je zapotřebí indikovat v číselné formě nízký kmitočet, řádově 10 Hz s platností na větší počet desetinných míst, např. na tři desetinná místa. Běžný způsob měření kmitočtu pomocí čítače, kdy se za přesně stanovený Interval čítá počet period, nevyhovuje, protože by k požadovanému zjištění bylo zapotřebí čítat periody po dobu 1000 sekund. Problém je možno odstranit u směšovacích generátorů, kde je možné provádět čítání kmitů na vhodných, podstatně vyšších kmitočtech, než jsou kmitočty generované.In many cases, it is necessary to indicate in numerical form a low frequency, of the order of 10 Hz, with validity to a greater number of decimal places, eg to three decimal places. The usual way of measuring the frequency using a counter, where the number of periods is counted for a precisely determined Interval, is unsatisfactory, because it would be necessary to count the periods for 1000 seconds for the required detection. The problem can be solved with mixing generators, where it is possible to perform oscillation counting at suitable, substantially higher frequencies than those generated.

Nevýhody dosavadního stavu techniky jsou v tom, že v řadě případů však směšovací generátory nevyhovují pro svou nižší stabilitu frekvence.The disadvantages of the prior art are that, in many cases, the mixer generators do not satisfy their frequency stability due to their lower stability.

Uvedené nevýhody jsou odstraněny vynálezem, jehož podstata spočívá v tom, že základní oscilátor s proměnným kmitočtem je připojen na čítač a současně je připojen na programovatelnou děličku, přičemž základní oscilátor je spojen pomocí ladicích prvků s ovládacím blokem, který je připojen na blok integrační konstanty integrátoru, který je připojen na výstup programovatelné děličky, přičemž na výstup integrátoru je připojen tvarovací obvod s výstupní svorkou.These drawbacks are overcome by the invention, wherein the variable frequency base oscillator is connected to a counter and is simultaneously connected to a programmable divider, wherein the base oscillator is connected by means of tuning elements to a control block that is connected to the integrator integration constant block which is connected to the output of a programmable divider, and to the output of the integrator a shaping circuit with an output terminal is connected.

Nového účinku je dosaženo tím, že řešení umožňuje generovat signál na podstatně vyšším kmitočtu, např. 10 000 HZ, a pomocí dělení snížit frekvenci, např. lOOOkrát. Měříme-li kmitočet základního Oscilátoru, tj. na původní frekvenci 10 000 Hz, můžeme čítáním v časovém intervalu 0,1 s stanovit výsledný kmitočet s plat_t nosti na 2 desetinná místa a při měření v časovém intervalu 1 s s přesností na 3 desetiná místa.The new effect is achieved by allowing the solution to generate a signal at a substantially higher frequency, e.g. 10,000 Hz, and by reducing the frequency, e.g. If we measure the frequency of the basic oscillator, i.e. on the initial frequency of 10 000 Hz, we counting in a time interval of 0.1 to determine the final frequency of salary _t, wear two decimal places, and in measuring the time interval 1 s with an accuracy of 3 Decimal places.

Na výstupu tohoto systému je však pouze průběh obdélníkového tvaru, který je nutno převést na průběh harmonický. Převod na vhodný signál je možno provést pomocí tvarování trojúhelníkového průběhu, který je vytvářen v integrátoru. Musí však být splněna důležitá podmínka, že amplituda vytvořených trojúhelníkových průběhů je konstantní při požadované změně kmitočtu základního oscilátoru. Toho lze dosáhnout, mění-li se časová konstanta integrátoru v jistém poměru se změnou frekvence.However, the output of this system is only a rectangular waveform, which must be converted to a harmonic waveform. Conversion to a suitable signal can be accomplished by shaping the triangular waveform that is generated in the integrator. However, an important condition must be fulfilled that the amplitude of the triangular waveforms generated is constant at the desired frequency change of the basic oscillator. This can be achieved if the integrator time constant changes in a certain proportion with the frequency change.

Nový a vyšší účinek dále spočívá v tom, že je možno generovat přeladitelný nízkofrekvenční signál přibližně harmonického průběhu, jehož kmitočet lze určit v číselné formě s platností na několik desetinných míst v krátkém časovém intervalu.A new and higher effect is furthermore that it is possible to generate a tunable low frequency signal of approximately harmonic waveform whose frequency can be determined in numerical form with validity to several decimal places within a short time interval.

Vynález je znázorněn na výkresu, kde je na obr. 1 naznačeno základní schéma vynálezu, na obr. 2 je rozšířené řešení generátoru.The invention is illustrated in the drawing, where Fig. 1 shows the basic scheme of the invention, Fig. 2 is an extended solution of the generator.

Základní oscilátor 2 s proměnným kmitočtem je připojen na čítač 3 a současně je připojen na programovatelnou děličku 4, přičemž základní oscilátor 2 je spojen pomocí ladicích prvků 1 s ovládacím blokem 9, který je připojen na blok integrační konstanty B Integrátoru 5, který je připojen na výstup programovatelné děličky 4, přičemž na výstup integrátoru 5 je připojen tvarovací obvod 7 s výstupní svorkou 8. Na výstupní svorku 8 je připojen integrátor 10, s blokem integrační konstanty 11, která je společně s blokem integrační konstanty 6 a obvodem ladicích prvků 1 spojena ovládacím blokem 9.The variable frequency base oscillator 2 is connected to the counter 3 and simultaneously connected to the programmable divider 4, the base oscillator 2 being connected via the tuning elements 1 to the control block 9, which is connected to the Integration constant B block of the Integrator 5, which is connected to the output of the programmable divider 4, with the forming circuit 7 with the output terminal 8 being connected to the output of the integrator 5. The output terminal 8 is connected to the integrator 10, with the integration constant block 11, which together with the integration constant block block 9.

Princip zapojení takového generátoru je na obr. 1. Základní oscilátor 2, který kmitá na poměrně vysokém kmitočtu, např. v rozsahu 10 000 až 100 000 Hz, může měnit svůj kmitočet v důsledku změny ladicích prvků 1, které jsou řízeny z ovládacího členu 9. Tento kmitočet je Indikován v čítači 3 a současně je v programovatelné děličce 4 vydělen ve zvoleném poměru, který je předem vhodně určen. Získaný průběh má obdélníkový tvar a jeho kmitočet je již v požadovaném pásmu, např. 10 až 100 Hz. Obdélníkový průběh je přiváděn na Integrátor 5, jehož integrační konstanta 8 se mění v jisté souvislosti s průběhem změny ladicích prvků 1 základního oscilátoru 2 v důsledku působení ovládacího bloku 9. V tomto případě je výstupní napětí vycházející z integrátoru 5 trojúhelníkového průběhu s konstantní amplitudou v uvažovaném kmitočtovém rozsahu. Trojúhelníkový průběh se přivádí na tvarovací obvod 7, který z něho pomocí nelineárních prvků vytvoří průběh přibližně harmonický. Výstupní signál z celého generátoru je na svorce 8.The principle of such a generator is shown in Fig. 1. The basic oscillator 2, which oscillates at a relatively high frequency, e.g. in the range of 10,000 to 100,000 Hz, can change its frequency due to a change in the tuning elements 1 which are controlled from the actuator 9 This frequency is indicated in the counter 3 and at the same time is divided in the programmable divider 4 in a selected ratio which is suitably predetermined. The obtained waveform has a rectangular shape and its frequency is already in the desired band, eg 10 to 100 Hz. The rectangular waveform is fed to the Integrator 5, whose integration constant 8 varies in some connection with the change of the tuning elements 1 of the basic oscillator 2 due to the operation of the control block 9. In this case the output voltage coming from the constant wave integrator 5 is constant. frequency range. The triangular waveform is fed to the forming circuit 7, which forms a waveform approximately non-linear with non-linear elements. The output signal from the whole generator is on terminal 8.

V některém případě se kromě předchozích požadavků ještě vyžaduje vytvoření soustavy harmonických signálů s fázovým pootočením o π/2, které je možno realizovat v zapojení podle obr. 2. Tento systém můžeme vytvořit ze základního generátoru, jestliže na výstupní svorku 8 připojíme další integrátor 10 s vhodně proměnnou Integrační konstantou 11, která je ovládána ze společného ovládacího bloku 9. Výstupní harmonické napětí, které je na svorce 12, má konstantní fázový posun π/2 vzhledem k signálu na svorce 8 a jeho přiblížení k ideálnímu harmonickému průběhu je podstatně lepší než u signálu na svorce 8.In some cases, in addition to the previous requirements, it is also required to create a set of harmonic signals with phase rotation of π / 2, which can be realized in the connection according to Fig. 2. This system can be created from the basic generator if suitably variable Integration constant 11, which is controlled from common control block 9. The output harmonic voltage at terminal 12 has a constant phase shift π / 2 relative to the signal at terminal 8 and its approximation to the ideal harmonic waveform is significantly better than that of signal at terminal 8.

Claims

SUBJECT

Wiring for generating a tunable low frequency harmonic signal with a fast frequency indication in numeric form with a plurality of decimal places, characterized in that the basic oscillator (2), with variable frequency, is connected to a counter (3) and simultaneously connected to a programmable divider (4), wherein the basic oscillator (2) is connected by means of tuning elements (1) to the control block (9), which is connected to the Integration constants block [6] of the integrator (5), which is connected to the output of the programmable divider ( 4), wherein a shaping circuit (7) with an output terminal (8) is connected to the output of the integrator [5].

Connection according to claim 1, characterized in that an integrator (10) is connected to the output terminal (8) with an integration constant block (11) which, together with the integration constant block (6) and the circuit of the tuning elements (1), is connected to control block (9).