RU170962U1 - RC-AUTO GENERATOR OPERATED AMPLIFIER MANIPULATED BY FREQUENCY OF HARMONIOUS OSCILLATIONS - Google Patents

RC-AUTO GENERATOR OPERATED AMPLIFIER MANIPULATED BY FREQUENCY OF HARMONIOUS OSCILLATIONS Download PDF

Info

Publication number
RU170962U1
RU170962U1 RU2017100852U RU2017100852U RU170962U1 RU 170962 U1 RU170962 U1 RU 170962U1 RU 2017100852 U RU2017100852 U RU 2017100852U RU 2017100852 U RU2017100852 U RU 2017100852U RU 170962 U1 RU170962 U1 RU 170962U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resistor
output
frequency
resistors
capacitor
Prior art date
Application number
RU2017100852U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Иванович Мушта
Дмитрий Витальевич Шеховцов
Дмитрий Николаевич Сальников
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электронной техники"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электронной техники" filed Critical Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электронной техники"
Priority to RU2017100852U priority Critical patent/RU170962U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU170962U1 publication Critical patent/RU170962U1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/027Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of logic circuits, with internal or external positive feedback

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

Полезная модель RC-автогенератора на операционном усилителе манипулированных по частоте гармонических колебаний относится к области электроники и может быть использована в радиопередающих устройствах, а также в измерительной технике в качестве источника гармонических манипулированных по частоте колебаний. RC-автогенератор содержит операционный усилитель (ОУ), два источника питания, три МОП транзистора с индуцированными каналами n-типа, генератор прямоугольных импульсов, одиннадцать резисторов постоянных сопротивлений, три конденсатора постоянных емкостей. При скачкообразных изменениях, перепадах 01 и 10 управляющего напряжения генератора прямоугольных импульсов генерируются без разрыва фазы манипулированные по частоте низкочастотные гармонические колебания с частотами fи fсоответственно, при этом f>fЗаявленный генератор реализуем в интегральном исполнении.A useful model of an RC oscillator based on an operational amplifier of frequency-manipulated harmonic oscillations belongs to the field of electronics and can be used in radio transmitting devices, as well as in measuring equipment, as a source of harmonic frequency-manipulated oscillations. The RC-oscillator contains an operational amplifier (OA), two power supplies, three MOS transistors with induced n-type channels, a rectangular pulse generator, eleven constant resistance resistors, three constant capacitors. With sudden changes, drops 01 and 10 of the control voltage of the rectangular pulse generator, the frequency-manipulated low-frequency harmonic oscillations with frequencies f and f, respectively, are generated without phase disruption, while f> f The declared generator is implemented in the integral version.

Description

Полезная модель «RC-автогенератор на операционном усилителе (ОУ) манипулированных по частоте гармонических колебаний» (далее для краткости изложения «Заявленный генератор») относится к области радиотехники и может быть использована в радиопередающих устройствах, в измерительной технике в качестве источника низкочастотных гармонических частотно-манипулированных колебаний.The utility model “RC-oscillator on an operational amplifier (OA) manipulated by the frequency of harmonic oscillations” (hereinafter for brevity, “The claimed generator”) relates to the field of radio engineering and can be used in radio transmitting devices, in measuring equipment as a source of low-frequency harmonic frequency manipulated vibrations.

Известна структура распространенного интерполяционного (гетеродинного) устройства реализации частотной манипуляции. Структура известного интерполяционного (гетеродинного) устройства реализации частотной манипуляции приведена на фиг. 1 [1, стр. 438]. Устройство содержит кварцевый задающий генератор (21) с частотой fкв, диапазонный, так называемый интерполяционный, генератор (22) с частотой генерации fд, смеситель (23) (преобразователь частоты), высокочастотный избирательный фильтр (24), частотный манипулятор (25), источник телеграфного сигнала (26). Колебания с частотами fкв и fд подаются на смеситель (23), работающий в нелинейном режиме. В результате в спектре тока смесителя образуются, в частности, комбинационные компоненты вида fпр1=fкв-fд и fпр2=fкв+fд. Одна из частот преобразования выделяется фильтром (24) и поступает на выход устройства. Частотная манипуляция осуществляется с помощью реактивной лампы (или реактивного транзистора, или диода), которая (который) включается параллельно контуру диапазонного задающего генератора [1, стр. 439]. Необходимо отметить, что генераторы (21) и (22), избирательный фильтр (24) содержат индуктивности, поэтому устройство (фиг. 1) совершенно не привлекательно для интегральной реализации. Кроме того, «управляется реактивная лампа специальным электронным манипулятором». Структура специального электронного манипулятора представлена на фиг. 2 [1, стр. 439]. Он является энергоемким, он не может быть реализован в интегральном исполнении.The known structure of a common interpolation (heterodyne) device for implementing frequency manipulation. The structure of a known interpolation (heterodyne) device for implementing frequency manipulation is shown in FIG. 1 [1, p. 438]. The device contains a quartz master oscillator (21) with a frequency of f square , a so-called interpolation oscillator, a generator (22) with a frequency of generation f d , a mixer (23) (frequency converter), a high-pass selective filter (24), a frequency manipulator (25) telegraph signal source (26). Oscillations with frequencies f q and f d are fed to a mixer (23) operating in a nonlinear mode. As a result, in the current spectrum of the mixer, in particular, combinational components of the form f pr1 = f sq -f d and f pr2 = f sq + f d are formed . One of the conversion frequencies is allocated by the filter (24) and is output to the device. Frequency manipulation is carried out using a reactive lamp (or reactive transistor, or diode), which (which) is switched on in parallel with the contour of the range master oscillator [1, p. 439]. It should be noted that the generators (21) and (22), the selective filter (24) contain inductances, so the device (Fig. 1) is completely unattractive for integral implementation. In addition, "a reaction lamp is controlled by a special electronic manipulator." The structure of a special electronic manipulator is shown in FIG. 2 [1, p. 439]. It is energy-intensive, it cannot be implemented in an integrated version.

Наиболее близким к Заявленному генератору является известный «RC-генератор низкочастотных гармонических колебаний на операционном усилителе с фазосдвигающей RC-цепью» (фиг. 3) [2, стр. 123]. В качестве фазосдвигающей цепочки положительной обратной связи здесь использован трехзвенный RC-фильтр.Closest to the claimed generator is the well-known "RC generator of low-frequency harmonic oscillations on an operational amplifier with phase-shifting RC circuit" (Fig. 3) [2, p. 123]. A three-link RC filter is used here as a phase-shifting chain of positive feedback.

Недостатком этого известного RC-автогенератора низкочастотных гармонических колебаний на операционном усилителе с трехзвенным RC-фильтром является то, что он не может генерировать манипулированные по частоте электрические колебания.The disadvantage of this known RC-oscillator of low-frequency harmonic oscillations on an operational amplifier with a three-link RC filter is that it cannot generate frequency-manipulated electrical oscillations.

Целью заявленного технического решения является расширение функциональных возможностей RC-автогенератора низкочастотных гармонических колебаний на операционном усилителе с трехзвенным RC-фильтром путем совершенствования его конструкции.The purpose of the claimed technical solution is to expand the functionality of an RC-oscillator of low-frequency harmonic oscillations on an operational amplifier with a three-link RC filter by improving its design.

Достигаемым техническим результатом Заявленного генератора является расширение функциональных возможностей RC-автогенератора низкочастотных гармонических колебаний на операционном усилителе с трехзвенным RC-фильтром, заключающееся в генерации низкочастотных гармонических колебаний, манипулированных по частоте.The technical result achieved by the claimed generator is to expand the functionality of the RC-oscillator of low-frequency harmonic oscillations on an operational amplifier with a three-link RC filter, which consists in the generation of low-frequency harmonic oscillations, frequency-manipulated.

Структурная схема Заявленного генератора, приведенная на фиг. 4, содержит: операционный усилитель (ОУ) (19), первый источник питания (18), второй источник питания (20), равные по величине постоянной емкости первый конденсатор (1), второй конденсатор (2), третий конденсатор (3), равные по величине постоянных сопротивлений первый резистор (15), второй резистор (16), третий резистор (17), резисторы постоянных сопротивлений: четвертый резистор (4) и пятый резистор (5), при этом первый вывод пятого резистора (5) соединен с выходом ОУ (19), второй вывод пятого резистора (5) соединен с первым выводом четвертого резистора (4) и инвертирующим входом ОУ, первый вывод первого конденсатора (1) соединен с выходом ОУ (19), второй вывод пятого резистора (5) соединен с первым выводом четвертого резистора (4) и инвертирующим входом ОУ (19), первый вывод первого конденсатора (1) соединен с выходом ОУ (19), второй вывод первого конденсатора (1) соединен с первым выводом второго конденсатора (2) и первым выводом первого резистора (15), второй вывод второго конденсатора (2) соединен с первым выводом третьего конденсатора (3) и первым выводом второго резистора (3), второй вывод четвертого резистора соединен с первым выводом третьего резистора (17) и вторым выводом третьего конденсатора (3). Заявленный генератор отличается тем, что вторые выводы первого (15), второго (16) и третьего резисторов (17) отсоединены от общей шины источника питания устройства, введены первый МОП транзистор (12) с индуцированным каналом n-типа Q1, второй МОП транзистор (13) с индуцированным каналом n-типа Q2, третий МОП транзистор (13) с индуцированным каналом n-типа Q3, генератор прямоугольных импульсов VI (21), равные по величине постоянных сопротивлений резисторы: шестой резистор (6), седьмой резистор (7) и восьмой резистор (8), которые исключают короткое замыкание источника питания VCC (18) при открытом состоянии первого, второго и третьего nМОП транзисторов Q1, Q2 и Q3, равные по величине постоянных сопротивлений резисторы: девятый резистор (9), десятый резистор (10), одиннадцатый резистор (11), при этом первые выводы девятого, десятого, одиннадцатого резисторов (9), (10), (11) соединены с вторыми выводами первого, второго, третьего резисторов (1), (2), (3) соответственно, первые выводы шестого, седьмого и восьмого резисторов (6), (7), (8) соединены с потенциальным выводом источника питания (18), вторые выводы шестого, седьмого и восьмого резисторов (6), (7), (8) соединены со стоками первого, второго и третьего nМОП транзисторов (12), (13), (14) соответственно, а также с первыми выводами одиннадцатого, десятого и девятого резисторов (11), (10), (9) соответственно, вторые выводы одиннадцатого, десятого и девятого резисторов (11), (10), (9), истоки и подложки первого, второго, третьего nМОП-транзисторов соединены с общей шиной источника питания, затворы первого, второго, третьего nМОП-транзисторов (12), (13), (14) соединены с потенциальным выходом генератора прямоугольных импульсов VI.The block diagram of the claimed generator shown in FIG. 4, comprises: an operational amplifier (OA) (19), a first power source (18), a second power source (20), equal in value of constant capacitance to the first capacitor (1), the second capacitor (2), the third capacitor (3), equal in value of constant resistances to the first resistor (15), the second resistor (16), the third resistor (17), the constant resistance resistors: the fourth resistor (4) and the fifth resistor (5), while the first output of the fifth resistor (5) is connected to the output of the op-amp (19), the second output of the fifth resistor (5) is connected to the first output of the fourth resistor (4) and invert the op amp input, the first output of the first capacitor (1) is connected to the op amp output (19), the second output of the fifth resistor (5) is connected to the first output of the fourth resistor (4) and the inverting input of the op amp (19), the first output of the first capacitor (1) connected to the output of the op-amp (19), the second terminal of the first capacitor (1) is connected to the first terminal of the second capacitor (2) and the first terminal of the first resistor (15), the second terminal of the second capacitor (2) is connected to the first terminal of the third capacitor (3) and the first output of the second resistor (3), the second output of the fourth resistor soy Inonii to a first terminal of the third resistor (17) and the second terminal of the third capacitor (3). The claimed generator is characterized in that the second terminals of the first (15), second (16) and third resistors (17) are disconnected from the common bus of the device power supply, the first MOS transistor (12) with an n-type channel Q1 is induced, the second MOS transistor ( 13) with an induced channel of the n-type Q2, a third MOS transistor (13) with an induced channel of the n-type Q3, a rectangular pulse generator VI (21), equal in value of the constant resistance resistors: the sixth resistor (6), the seventh resistor (7) and the eighth resistor (8), which eliminate the short circuit of the source VCC power supply (18) when the first, second, and third nMOS transistors Q1, Q2, and Q3 are open, the resistors are equal in value of the constant resistances: the ninth resistor (9), the tenth resistor (10), the eleventh resistor (11), while the first the conclusions of the ninth, tenth, eleventh resistors (9), (10), (11) are connected to the second conclusions of the first, second, third resistors (1), (2), (3), respectively, the first conclusions of the sixth, seventh and eighth resistors ( 6), (7), (8) are connected to the potential output of the power source (18), the second conclusions of the sixth, seventh and eighth of resistors (6), (7), (8) are connected to the drains of the first, second, and third nMOS transistors (12), (13), (14), respectively, as well as with the first terminals of the eleventh, tenth, and ninth resistors (11) , (10), (9), respectively, the second terminals of the eleventh, tenth and ninth resistors (11), (10), (9), the sources and substrates of the first, second, third nMOS transistors are connected to a common bus of the power supply, the gates of the first , the second, third nMOS transistors (12), (13), (14) are connected to the potential output of the rectangular pulse generator VI.

Для упрощения изложения узлы соединений резисторов R1 (15) и R9 (9), R2 (16) и R10 (10), R3 (17) и R11 (11) обозначены буквами «а», «b» и «с» соответственно и без кавычек.To simplify the presentation, the connection nodes of the resistors R1 (15) and R9 (9), R2 (16) and R10 (10), R3 (17) and R11 (11) are indicated by the letters “a”, “b” and “c”, respectively, and without quotes.

Заявленный генератор работает следующим образом.The claimed generator operates as follows.

Введем обозначения: R1=R1 (15)+R9 (9), R2=R2 (16)+R10 (10), R3=R3 (17)+R11 (11), C1=C1 (1), C2=C2 (2), C3=С3 (3). «Трехзвенный RC-фильтр, состоящий из звеньев R1C1, R2C2, R3C3, является цепью положительной обратной связи. Он поворачивает фазу выходного колебания на 180°. Количество звеньев выбрано равным трем, так как каждым звеном просто обеспечить фазовый сдвиг 60°. Для улучшения формы генерируемых колебаний, что достигается при уменьшении нелинейных искажений, введена отрицательная обратная связь, образованная резисторами R3, R4, R5» (в нашем случае резисторами R3 (17)+R11 (11), R4 (4), R5 (5) соответственно). «Выход цепи положительной обратной связи подключен к инвертирующему входу операционного усилителя. Поэтому в замкнутой системе, состоящей из операционного усилителя и цепи положительной обратной связи, фазовый сдвиг будет равен 2π, т.е. баланс фаз… в ней выполняется. Для обеспечения режима генерации необходимо выполнение также баланса амплитуд» [2, стр. 124]. На фиг. 5. (в литературе [2, стр. 125, рис. 4.6]) приведены «зависимости модуля и коэффициента передачи трехзвенной цепи положительной ОС от частоты». Из фиг. 5 следует, «что генерация колебаний в анализируемом RC-генераторе наступит при коэффициенте усиления ОУ, равном 29» [2, стр. 124]. «Операционные усилители обладают очень большим коэффициентом усиления (порядка 105…106)» [4, стр. 352]. Поэтому баланс амплитуд в анализируемом генераторе выполняется.We introduce the notation: R 1 = R1 (15) + R9 (9), R 2 = R2 (16) + R10 (10), R 3 = R3 (17) + R11 (11), C 1 = C1 (1), C 2 = C2 (2), C 3 = C3 (3). “A three-link RC filter, consisting of R 1 C 1 , R 2 C 2 , R 3 C 3 links, is a positive feedback circuit. It rotates the phase of the output wave 180 °. The number of links is chosen equal to three, since each link simply provides a phase shift of 60 °. To improve the shape of the generated oscillations, which is achieved by reducing non-linear distortions, a negative feedback is introduced, formed by resistors R 3 , R 4 , R 5 "(in our case, resistors R 3 (17) + R11 (11), R4 (4), R5 (5), respectively). “The output of the positive feedback circuit is connected to the inverting input of the operational amplifier. Therefore, in a closed system consisting of an operational amplifier and a positive feedback circuit, the phase shift will be equal to 2π, i.e. phase balance ... it runs. To ensure the generation mode, it is also necessary to balance the amplitudes ”[2, p. 124]. In FIG. 5. (in the literature [2, p. 125, Fig. 4.6]) are given "the dependence of the module and the transmission coefficient of the three-link chain of the positive OS on the frequency." From FIG. 5 it follows, “that oscillation generation in the analyzed RC generator will occur at an op-amp gain of 29” [2, p. 124]. “Operational amplifiers have a very large gain (of the order of 10 5 ... 10 6 )” [4, p. 352]. Therefore, the balance of the amplitudes in the analyzed generator is performed.

«Частота генерации для схемы с идеальным ОУ определяется зависимостью“The generation frequency for a circuit with an ideal opamp is determined by the dependence

Figure 00000001
Figure 00000001

где С - емкость конденсатов фильтра; R - сопротивление резисторов фильтра.where C is the capacitance of the filter condensates; R is the resistance of the filter resistors.

Как следует из этой формулы, частота генерации зависит только от параметров цепи положительной обратной связи R и С (т.е. внешних элементов)» [2. стр. 125].As follows from this formula, the generation frequency depends only on the parameters of the positive feedback circuit R and C (ie, external elements) ”[2. p. 125].

При напряжении на выходе генератора прямоугольных импульсов (21), равном уровню логического нуля, nМОП транзистор Q1 (14) с индуцированным каналом n-типа заперт, поэтому сопротивление канала nМОП транзистора с индуцированным каналом стремится к бесконечности «(RvT=Rзап

Figure 00000002
∞)» [3, стр. 410]. Поэтому эквивалентное сопротивление участка цепи между узлами «а», «общая шина устройства питания» практически определяется величиной сопротивления девятого резистора (9). Аналогично эквивалентные сопротивления участков цепи между узлами «b», «общая шина устройства питания» и между узлами «с», «общая шина устройства питания» практически определяются величинами сопротивлений десятого и одиннадцатого резисторов (10), (11) соответственно. В этом случае структурная схема Заявленного генератора (фиг. 4) вырождается в структурную схему (фиг. 3) классического RC-автогенератора с трехзвенной RC-цепью. Обозначим частоту генерации гармонических низкочастотных колебаний при напряжении на выходе генератора прямоугольных импульсов (21), равном уровню логического нуля, через f0,When the voltage at the output of the rectangular pulse generator (21) is equal to a logic-zero level, nMOS transistor Q1 (14) with an induced n-type channel is locked, so the channel resistance induced nMOS transistor channel tends to infinity «(R vT = R app
Figure 00000002
∞) ”[3, p. 410]. Therefore, the equivalent resistance of the circuit section between nodes “a”, “common bus of the power supply device” is practically determined by the resistance value of the ninth resistor (9). Similarly, the equivalent resistances of the circuit sections between nodes “b”, “common bus of the power supply device” and between nodes “c”, “common bus of the power supply device” are practically determined by the resistance values of the tenth and eleventh resistors (10), (11), respectively. In this case, the structural diagram of the claimed generator (Fig. 4) degenerates into a structural diagram (Fig. 3) of a classic RC autogenerator with a three-link RC circuit. Denote the frequency of generation of harmonic low-frequency oscillations at a voltage at the output of the rectangular pulse generator (21), equal to the level of logical zero, through f 0 ,

Figure 00000003
Figure 00000003

В этом случае первое звено RC-фильтра поворачивает фазу сигнала, поступающего с выхода управляющего генератора (21) на вход первого звена RC-фильтра (фиг. 6, а) на угол ВСА=J0 (фиг. 6, б). Аналогично второе и третье звенья RC-фильтра также фазу колебания, поступающего на их входы, поворачивают на угол J0. В результате результирующий фазовый сдвиг сигнала при прохождении через трехзвенный RC-фильтр на частоте генерации (1) составляет 180° (фиг. 5).In this case, the first link of the RC filter rotates the phase of the signal from the output of the control generator (21) to the input of the first link of the RC filter (Fig. 6, a) by the angle BCA = J0 (Fig. 6, b). Similarly, the second and third links of the RC filter also rotate the phase of the oscillation arriving at their inputs by an angle J0. As a result, the resulting phase shift of the signal when passing through a three-link RC filter at the generation frequency (1) is 180 ° (Fig. 5).

При скачкообразном изменении, перепаде 0

Figure 00000004
1 управляющего напряжения генератора прямоугольных импульсов (21) сопротивление канала МОП транзистора скачком уменьшается, стремится к нулю «(RvT=Rнас
Figure 00000004
0)» [3, стр. 410].With abrupt change, differential 0
Figure 00000004
1 of the control voltage of the square-wave pulse generator (21), the resistance of the MOSFET channel abruptly decreases, tends to zero "(R vT = R us
Figure 00000004
0) ”[3, p. 410].

Сопротивление находящегося в режиме насыщения nМОП транзистора Q1 (14) шунтирует сопротивление девятого резистора (9). Поэтому эквивалентное сопротивление участка цепи между узлами «а», «общая шина устройства питания», скачком падает, стремится к нулю. Эквивалентная схема первого (в общем случае i-го звена фильтра) принимает вид фиг. 6, в. Резкое уменьшение активного компонента звена фильтра приводит к резкому уменьшению напряжения на активном сопротивлении звена фильтра, вектор А1В1< вектора АВ, поэтому угол фазового сдвига одного звена увеличивается, угол С1А1В1 скачком становится больше угла CAB (фиг. 6, б и фиг. 6, г). Аналогично эквивалентные сопротивления участков цепи между узлами «b», «общая шина устройства питания» и между узлами «с», «общая шина устройства питания» также стремятся к нулю. Итак, при скачкообразном изменении, перепаде 0

Figure 00000005
1 управляющего напряжения генератора (21) сопротивления резисторов звеньев RC-цепи скачком уменьшаются и практически определяются величинами сопротивлений первого, второго и третьего резисторов (15), (16) и (17) соответственно. В итоге, трехзвенный фильтр сдвигает фазу на угол ψ, превышающий π. Поэтому колебания с частотой fген=f0 прекращаются. Из фиг. 5 следует, что уменьшение фазового сдвига имеет место только при увеличении частоты. Фазовый сдвиг, равный 180°, наступает на частоте f1, которая превышает значение частоты f0, баланс фаз выполняется на более высокой частоте f1, поэтомуThe resistance of the nMOS transistor Q1 in saturation mode (14) shunts the resistance of the ninth resistor (9). Therefore, the equivalent resistance of the circuit section between nodes “a”, “the common bus of the power supply device”, drops abruptly, tends to zero. The equivalent circuit of the first (in the general case of the ith filter link) takes the form of FIG. 6, c. A sharp decrease in the active component of the filter link leads to a sharp decrease in the voltage at the active resistance of the filter link, vector A1B1 <vector AB, therefore, the phase shift angle of one link increases, the angle C1A1B1 jumps larger than the angle CAB (Fig. 6, b and Fig. 6, d ) Similarly, the equivalent resistances of the circuit sections between nodes “b”, “common bus of the power supply device” and between nodes “c”, “common bus of the power supply device” also tend to zero. So, with an abrupt change, a difference of 0
Figure 00000005
1 of the control voltage of the generator (21) of the resistance of the resistors of the links of the RC circuit jumpwise decrease and are practically determined by the resistance values of the first, second and third resistors (15), (16) and (17), respectively. As a result, the three-link filter shifts the phase by an angle ψ exceeding π. Therefore, oscillations with a frequency f gene = f 0 cease. From FIG. 5 it follows that a decrease in the phase shift takes place only with increasing frequency. A phase shift of 180 ° occurs at a frequency f 1 that exceeds the value of the frequency f 0 , the phase balance is performed at a higher frequency f 1 , therefore

Figure 00000006
Figure 00000006

при этом f1>f0. Изменение частоты f0 на частоту f1 происходит без разрыва фазы колебания.moreover, f 1 > f 0 . The change in the frequency f 0 to the frequency f 1 occurs without breaking the oscillation phase.

Таким образом, при скачкообразных изменениях, перепадах 0

Figure 00000004
1 и 1
Figure 00000004
0 управляющего напряжения генерируется без разрыва фазы сигнала последовательность манипулированных по частоте низкочастотных гармонических колебаний с частотами f1 и f0 соответственно, при это f1>f0, генерация гармонических сигналов с частотами f1 и f0 обусловлена резкими изменениями сопротивлений каналов nМОП транзисторов, приводящими к значительному изменению сопротивлений звеньев трехзвенного RC-фильтра (цепи положительной обратной связи автогенератора), а значит, и величины фазового сдвига сигнала с выхода операционного усилителя на его инвертирующий вход при поступлении каждого из перепадов 0
Figure 00000004
1 и 1
Figure 00000004
0 соответственно напряжения управляющего генератора на затворы nМОП транзисторов с индуцированными каналами.Thus, with spasmodic changes, differences 0
Figure 00000004
1 and 1
Figure 00000004
0 control voltage is generated without breaking the phase of the signal, a sequence of low-frequency harmonic oscillations manipulated in frequency with frequencies f 1 and f 0, respectively, while f 1 > f 0 , the generation of harmonic signals with frequencies f 1 and f 0 is due to sharp changes in the channel resistances of nMOS transistors, leading to a significant change in the resistances of the links of a three-link RC filter (positive feedback circuit of the oscillator), and hence the magnitude of the phase shift of the signal from the output of the operational amplifier at its inverting input at receipt of each of the differences 0
Figure 00000004
1 and 1
Figure 00000004
0, respectively, the voltage of the control generator to the gates of nMOS transistors with induced channels.

Проведено моделирование Заявленного генератора. Использованы: nМОП-транзисторы Q1 (14), Q2(13), Q3(12) c индуцированными каналами с параметрами канала: 1 (длина канала) 0.18u, w (ширина канала) 3.0u; генератор прямоугольных управляющих импульсов V1 (21) с параметрами: амплитуда импульсов 3V, частота следования импульсов 25 Hz; операционный усилитель OPAMP_5T_VIRTUAL, источники питания операционного усилителя: U1 VCC 5V, VSS-5V; резисторы и конденсаторы по количеству и номиналам согласно фиг. 4. На фиг. 7 приведены прямоугольный управляющий сигнал генератора VI (21) и выходной сигнал RC-автогенератора на операционном усилителе манипулированных по частоте гармонических колебаний. Выходной сигнал RC-автогенератора манипулирован по частоте. При напряжении на выходе управляющего генератора, равном напряжению логического нуля, частота генерации fген=768 Гц. При напряжении на выходе управляющего генератора, равном напряжению логической единицы, частота генерации fген=1872 Гц. Частотная манипуляция генерируемых низкочастотных гармонических компонент выходного сигнала осуществляется без разрыва фазы.The simulation of the claimed generator. Used: nMOS transistors Q1 (14), Q2 (13), Q3 (12) with induced channels with channel parameters: 1 (channel length) 0.18u, w (channel width) 3.0u; a rectangular control pulse generator V1 (21) with parameters: pulse amplitude 3V, pulse repetition rate 25 Hz; operational amplifier OPAMP_5T_VIRTUAL, operational amplifier power supplies: U1 VCC 5V, VSS-5V; resistors and capacitors in terms of number and ratings according to FIG. 4. In FIG. Figure 7 shows the rectangular control signal of generator VI (21) and the output signal of an RC oscillator on an operational amplifier of frequency-manipulated harmonic oscillations. The output of the RC oscillator is frequency-manipulated. When the voltage at the output of the control generator is equal to the voltage of logical zero, the generation frequency f gene = 768 Hz. When the voltage at the output of the control generator is equal to the voltage of a logical unit, the generation frequency f gene = 1872 Hz. Frequency manipulation of the generated low-frequency harmonic components of the output signal is carried out without phase discontinuity.

Заявленный RC-автогенератор на операционном усилителе манипулированных по частоте гармонических колебаний реализуем в интегральном исполнении, расширяет функциональные возможности RC-автогенератора низкочастотных гармонических колебаний на операционном усилителе с трехзвенным RC-фильтром. Расширение функциональных возможностей Заявленного генератора заключается в генерации низкочастотных гармонических колебаний, манипулированных по частоте.The claimed RC-oscillator on an operational amplifier of frequency-manipulated harmonic oscillations is implemented in an integrated version, expanding the functionality of an RC-oscillator of low-frequency harmonic oscillations on an operational amplifier with a three-link RC filter. The extension of the functionality of the claimed generator is to generate low-frequency harmonic oscillations, frequency-manipulated.

ЛитератураLiterature

1. Пахлавян А.Н. Радиопередающие устройства. - М.: Связь, 1967. - 567 с.1. Pakhlavyan A.N. Radio transmitting devices. - M .: Communication, 1967 .-- 567 p.

2. Мушта А.И. Информационные технологии анализа аналоговых электронных устройств в САПР OrCAD. - Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2011. - 215 с. 2. Mushta A.I. Information technology analysis of analog electronic devices in CAD OrCAD. - Voronezh: GOUVPO "Voronezh State Technical University", 2011. - 215 p.

3. Опадчий Ю.Ф. Аналоговая и цифровая электроника / Ю.Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гуров. Под ред. О.П. Глудкина. - М.: Радио и связь. 1996. - 768 с.3. Opadchiy Yu.F. Analog and Digital Electronics / Yu.F. Opadchiy, O.P. Gludkin, A.I. Gurov. Ed. O.P. Gludkina. - M .: Radio and communication. 1996 .-- 768 p.

4. Новожилов О.П. Электротехника и электроника. Учебник. - М.: Гардарики. 2008. - 654 с.4. Novozhilov O.P. Electrical and Electronics. Textbook. - M .: Gardariki. 2008 .-- 654 p.

Claims (1)

RC-автогенератор на операционном усилителе манипулированных по частоте гармонических колебаний содержит: операционный усилитель (ОУ), первый источник питания, второй источник питания, равные по величине постоянной емкости первый конденсатор, второй конденсатор, третий конденсатор, равные по величине постоянных сопротивлений первый резистор, второй резистор, третий резистор, резисторы постоянных сопротивлений: четвертый резистор и пятый резистор, при этом первый вывод пятого резистора соединен с выходом ОУ, второй вывод пятого резистора соединен с первым выводом четвертого резистора и инвертирующим входом ОУ, первый вывод первого конденсатора соединен с выходом ОУ, второй вывод первого конденсатора соединен с первым выводом второго конденсатора и первым выводом первого резистора, второй вывод второго конденсатора соединен с первым выводом третьего конденсатора и первым выводом второго резистора, второй вывод четвертого резистора соединен с первым выводом третьего резистора и вторым выводом третьего конденсатора, отличающийся тем, что введены первый МОП транзистор с индуцированным каналом n-типа Q1, второй МОП транзистор с индуцированным каналом n-типа Q2, третий МОП транзистор с индуцированным каналом n-типа Q3, генератор прямоугольных импульсов V1, равные по величине постоянных сопротивлений резисторы: шестой резистор, седьмой резистор и восьмой резистор, которые исключают короткое замыкание первого источника питания при открытом состоянии первого, второго и третьего nМОП транзисторов Q1, Q2 и Q3, введены резисторы равных по величине постоянных сопротивлений: девятый резистор, десятый резистор, одиннадцатый резистор, присутствие которых увеличивает активное сопротивление звеньев RC-фильтра, при этом первые выводы девятого, десятого, одиннадцатого резисторов соединены с вторыми выводами первого, второго, третьего резисторов соответственно, первые выводы шестого, седьмого и восьмого резисторов соединены с потенциальным выходом первого источника питания, вторые выводы восьмого, седьмого и шестого резисторов соединены со стоками первого, второго и третьего nМОП транзисторов соответственно, а также с первыми выводами одиннадцатого, десятого и девятого резисторов соответственно, вторые выводы одиннадцатого, десятого и девятого резисторов, истоки и подложки первого, второго, третьего nМОП транзисторов соединены с общей шиной источника питания, затворы первого, второго, третьего nМОП транзисторов соединены с потенциальным выходом генератора прямоугольных импульсов V1, при скачкообразных изменениях, перепадах 0→1 и 1→0 управляющего напряжения генератора прямоугольных импульсов V1 генерируются без разрыва фазы манипулированные по частоте низкочастотные гармонические колебания с частотами f1 и f0 соответственно, при этом f1>f0, частотная манипуляция генерируемых низкочастотных гармонических сигналов с частотами f1 и f0 обусловлена резкими изменениями сопротивлений каналов nМОП транзисторов, приводящими к значительному изменению активных сопротивлений звеньев трехзвенного RC-фильтра, а значит, и величины фазового сдвига сигнала с выхода операционного усилителя на его инвертирующий вход при поступлении каждого из перепадов 0→1 и 1→0 соответственно напряжения управляющего генератора на затворы первого, второго и третьего nМОП транзисторов для обеспечения изменения частоты генерируемых колебаний.An RC oscillator based on an operational amplifier manipulated by the frequency of harmonic oscillations contains: an operational amplifier (op amp), a first power source, a second power source, equal in value of constant capacitance to the first capacitor, second capacitor, third capacitor, equal in value of constant resistances to the first resistor, second a resistor, a third resistor, constant resistance resistors: a fourth resistor and a fifth resistor, with the first output of the fifth resistor connected to the op-amp output, the second output of the fifth resistor and connected to the first output of the fourth resistor and the inverting input of the op-amp, the first output of the first capacitor is connected to the output of the op-amp, the second output of the first capacitor is connected to the first output of the second capacitor and the first output of the first resistor, the second output of the second capacitor is connected to the first output of the third capacitor and the first output the second resistor, the second terminal of the fourth resistor is connected to the first terminal of the third resistor and the second terminal of the third capacitor, characterized in that the first MOS transistor is introduced with an induced channel n-type Q1, a second MOS transistor with an induced channel n-type Q2, a third MOS transistor with an induced channel n-type Q3, a square-wave generator V1, equal in value of constant resistance resistors: the sixth resistor, the seventh resistor and the eighth resistor that exclude a short circuit of the first power source when the first, second, and third nMOS transistors Q1, Q2, and Q3 are open, resistors of equal constant resistances are introduced: the ninth resistor, the tenth resistor, eleven the first resistor, the presence of which increases the active resistance of the links of the RC filter, while the first terminals of the ninth, tenth, eleventh resistors are connected to the second terminals of the first, second, third resistors, respectively, the first terminals of the sixth, seventh and eighth resistors are connected to the potential output of the first power source , the second conclusions of the eighth, seventh and sixth resistors are connected to the drains of the first, second and third nMOS transistors, respectively, as well as with the first conclusions of the eleventh, ten of the ninth and ninth resistors, respectively, the second terminals of the eleventh, tenth and ninth resistors, the sources and substrates of the first, second, third nMOS transistors are connected to the common bus of the power source, the gates of the first, second, third nMOS transistors are connected to the potential output of the square-wave generator V1, at spasmodic changes, drops 0 → 1 and 1 → 0 of the control voltage of the rectangular pulse generator V1 are generated without phase discontinuity, frequency-manipulated low-frequency harmonic oscillations frequencies f 1 and f 0, respectively, with f 1 > f 0 , the frequency manipulation of the generated low-frequency harmonic signals with frequencies f 1 and f 0 is due to sharp changes in the resistances of the channels of nMOS transistors, leading to a significant change in the active resistances of the links of a three-link RC filter and, therefore, the magnitude of the phase shift of the signal from the output of the operational amplifier to its inverting input upon receipt of each of the differences 0 → 1 and 1 → 0, respectively, of the voltage of the control generator to the gates of the first, second of the third and third nMOS transistors to ensure a change in the frequency of the generated oscillations.
RU2017100852U 2017-01-10 2017-01-10 RC-AUTO GENERATOR OPERATED AMPLIFIER MANIPULATED BY FREQUENCY OF HARMONIOUS OSCILLATIONS RU170962U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017100852U RU170962U1 (en) 2017-01-10 2017-01-10 RC-AUTO GENERATOR OPERATED AMPLIFIER MANIPULATED BY FREQUENCY OF HARMONIOUS OSCILLATIONS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017100852U RU170962U1 (en) 2017-01-10 2017-01-10 RC-AUTO GENERATOR OPERATED AMPLIFIER MANIPULATED BY FREQUENCY OF HARMONIOUS OSCILLATIONS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU170962U1 true RU170962U1 (en) 2017-05-16

Family

ID=58716283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017100852U RU170962U1 (en) 2017-01-10 2017-01-10 RC-AUTO GENERATOR OPERATED AMPLIFIER MANIPULATED BY FREQUENCY OF HARMONIOUS OSCILLATIONS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU170962U1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1084960A1 (en) * 1981-06-30 1984-04-07 Предприятие П/Я Х-5737 Operational amplifier
SU1088098A1 (en) * 1983-02-25 1984-04-23 Институт Проблем Моделирования В Энергетике Ан Усср Operational amplifier
US5444413A (en) * 1991-09-12 1995-08-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Operational amplifier circuit with variable bias driven feedback voltage controller
RU2004107106A (en) * 2004-03-11 2005-10-10 Автономна некоммерческа организаци "Институт нанотехнологий Международного фонда конверсии" (RU) OPERATIONAL AMPLIFIER
US7551463B2 (en) * 2004-05-11 2009-06-23 Thales AC/DC converter with low harmonic currents

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1084960A1 (en) * 1981-06-30 1984-04-07 Предприятие П/Я Х-5737 Operational amplifier
SU1088098A1 (en) * 1983-02-25 1984-04-23 Институт Проблем Моделирования В Энергетике Ан Усср Operational amplifier
US5444413A (en) * 1991-09-12 1995-08-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Operational amplifier circuit with variable bias driven feedback voltage controller
RU2004107106A (en) * 2004-03-11 2005-10-10 Автономна некоммерческа организаци "Институт нанотехнологий Международного фонда конверсии" (RU) OPERATIONAL AMPLIFIER
US7551463B2 (en) * 2004-05-11 2009-06-23 Thales AC/DC converter with low harmonic currents

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sotner et al. Design of Z-copy controlled-gain voltage differencing current conveyor based adjustable functional generator
RU158709U1 (en) AMPLITUDE-MANIPULATED HARMONIC SIGNALS GENERATOR ON CMOS TRANSISTORS
US20030117202A1 (en) Delay circuit with current steering output symmetry and supply voltage insensitivity
US7764091B2 (en) Square to pseudo-sinusoidal clock conversion circuit and method
CN104270147A (en) Ring oscillator
RU170962U1 (en) RC-AUTO GENERATOR OPERATED AMPLIFIER MANIPULATED BY FREQUENCY OF HARMONIOUS OSCILLATIONS
Wareechol et al. FDCCII-based third-order quadrature sinusoidal oscillator
CN105227293A (en) A kind of noninductive chaos circuit only containing two amplifiers based on wien-bridge oscillator
CN107294513B (en) Crystal oscillator circuit
CN110190835B (en) Zero offset comparator circuit
Pittala et al. A sinusoidal oscillator using single operational transresistance amplifier
RU2599531C2 (en) Method for generating and frequency modulating high-frequency signals and respective device
CN102811055A (en) Biasing circuit of constant-amplitude voltage-controlled ring oscillator
RU2531871C1 (en) Quartz oscillator
Ansari et al. Three phase mixed-mode CMOS VCO with grounded passive components
Senani et al. A new floating current-controlled positive resistance using mixed translinear cells
Pandey et al. Multiphase sinusoidal oscillators using operational trans-resistance amplifier
Chaichana et al. A new quadrature sinusoidal oscillator for telecommunication system using VDDDAs
Kumngern Electronically tunable current-mode multiphase oscillator using current-controlled CCTAs
RU2595571C2 (en) Method for generating and frequency modulating high-frequency signals and respective device
Thongdit et al. OTA high pass filter-based multiphase sinusoidal oscillator
CN103888125B (en) A kind of multivoltage four phase driven circuit
RU2429557C1 (en) Generator with automatic amplification adjustment
RU171907U1 (en) LC-AUTO GENERATOR ON MOSFET TRANSISTORS OF HIGH FREQUENCY FREQUENCY-MANIPULATED HARMONIOUS OSCILLATIONS
JP2006067497A (en) Signal control circuit, and device mounting the same

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190111