RU215241U1 - TRIANGULAR SIGNAL GENERATOR - Google Patents

TRIANGULAR SIGNAL GENERATOR Download PDF

Info

Publication number
RU215241U1
RU215241U1 RU2022125369U RU2022125369U RU215241U1 RU 215241 U1 RU215241 U1 RU 215241U1 RU 2022125369 U RU2022125369 U RU 2022125369U RU 2022125369 U RU2022125369 U RU 2022125369U RU 215241 U1 RU215241 U1 RU 215241U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
shaper
unit
block
Prior art date
Application number
RU2022125369U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Борисович Колесников
Original Assignee
Евгений Борисович Колесников
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Борисович Колесников filed Critical Евгений Борисович Колесников
Application granted granted Critical
Publication of RU215241U1 publication Critical patent/RU215241U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к области радиотехники и вычислительной техники и может быть использована в радиолокации, в преобразователях «напряжение-временной интервал», широтно-импульсных модуляторах, устройствах временной задержки и т.д. Техническим результатом полезной модели является повышение точности формирователя. Формирователь сигнала треугольной формы содержит амплитудный детектор, блок деления, блок масштабирования, блок умножения и арксинусный преобразователь. Вход формирователя соединен с первым входом блока деления и входом амплитудного детектора. Выход амплитудного детектора соединен со вторым входом блока деления и с входом блока масштабирования. Выход блока масштабирования соединен со вторым входом блока умножения. Выход блока деления через арксинусный преобразователь соединен с первым входом блока умножения. Выход блока умножения подключен к выходу формирователя. 2 ил.

Figure 00000015
The utility model relates to the field of radio engineering and computer technology and can be used in radar, in voltage-time interval converters, pulse-width modulators, time delay devices, etc. The technical result of the utility model is to improve the accuracy of the shaper. The triangular signal shaper contains an amplitude detector, a division unit, a scaling unit, a multiplication unit, and an arcsine converter. The shaper input is connected to the first input of the division block and the input of the amplitude detector. The output of the amplitude detector is connected to the second input of the division block and to the input of the scaling block. The output of the scaling block is connected to the second input of the multiplication block. The output of the division block is connected through an arcsine converter to the first input of the multiplication block. The output of the multiplication block is connected to the output of the shaper. 2 ill.
Figure 00000015

Description

Полезная модель относится к области радиотехники и вычислительной техники и может быть использована в радиолокации, в преобразователях «напряжение-временной интервал», широтно-импульсных модуляторах, устройствах временной задержки и т.д.The utility model relates to the field of radio engineering and computer technology and can be used in radar, in voltage-time interval converters, pulse-width modulators, time delay devices, etc.

Известен формирователь сигнала треугольной формы [Аддитивный формирователь сигнала треугольной формы. Патент на ПМ №81860 РФ, МПК Н04К 4/06, опубл. 27.03.2009 г.], содержащий управляемый фазовращатель, первый и второй двухполупериодные выпрямители, преобразователь частоты в напряжение и сумматор, выход которого соединен с выходом аддитивного формирователя сигнала треугольной формы, вход которого соединен с входом преобразователя частоты в напряжение и с информационным входом управляемого фазовращателя, причем выходы двухполупериодных выпрямителей соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора, а входы соединены соответственно с информационным входом и выходом управляемого фазовращателя, управляющий вход которого подключен к выходу преобразователя частоты в напряжение.Known triangular shaper [Additive triangular shaper. Patent for PM No. 81860 of the Russian Federation, IPC H04K 4/06, publ. March 27, 2009], containing a controlled phase shifter, the first and second full-wave rectifiers, a frequency-to-voltage converter and an adder, the output of which is connected to the output of an additive triangular-shaped signal generator, the input of which is connected to the input of the frequency-to-voltage converter and to the information input of the controlled phase shifter , moreover, the outputs of the full-wave rectifiers are connected respectively to the first and second inputs of the adder, and the inputs are connected respectively to the information input and output of the controlled phase shifter, the control input of which is connected to the output of the frequency-to-voltage converter.

Недостатком данного формирователя является низкое его быстродействие в области низких частот, обусловленное применением в устройстве преобразователя частоты в напряжение, в схеме которого на выходе используется фильтр нижних частот. При этом, постоянная времени фильтра нижних частот выбирается достаточно большой исходя из обеспечения заданных пульсаций выходного напряжения управления на самой нижней частоте рабочего диапазона, что предопределяет низкое быстродействие устройства во всем рабочем диапазоне частот.The disadvantage of this shaper is its low speed in the low-frequency region, due to the use of a frequency-to-voltage converter in the device, in the circuit of which a low-pass filter is used at the output. At the same time, the time constant of the low-pass filter is chosen sufficiently large based on the provision of specified ripples of the control output voltage at the lowest frequency of the operating range, which predetermines the low speed of the device in the entire operating frequency range.

Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели является аддитивный формирователь сигнала треугольной формы [Патент на ПМ №204713 РФ, МПК Н04К 4/06, опубл. 07.06.2021 г.], содержащий двухполупериодный выпрямитель и сумматор, причем вход формирователя соединен с входом двухполупериодного выпрямителя, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен с выходом формирователя, отличающийся тем, что в него дополнительно введены дифференциатор, интегратор, блок умножения, инвертор и блок извлечения квадратного корня, а сумматор выполнен дифференциальным, причем вход формирователя соединен с входами дифференциатора и интегратора, выход которого соединен со вторым входом блока умножения, первый вход которого подключен к выходу дифференциатора, выход блока умножения через инвертор соединен с входом блока извлечения квадратного корня, выход которого соединен со вторым входом сумматора.The closest analogue to the proposed utility model is an additive triangular signal generator [Patent for PM No. 204713 RF, IPC H04K 4/06, publ. 06/07/2021], containing a full-wave rectifier and an adder, and the input of the shaper is connected to the input of the full-wave rectifier, the output of which is connected to the first input of the adder, the output of which is connected to the output of the shaper, characterized in that it additionally includes a differentiator, an integrator, a block multiplication, an inverter and a square root extraction unit, and the adder is made differential, and the input of the shaper is connected to the inputs of the differentiator and integrator, the output of which is connected to the second input of the multiplication unit, the first input of which is connected to the output of the differentiator, the output of the multiplication unit through the inverter is connected to the input of the unit extracting the square root, the output of which is connected to the second input of the adder.

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа. Недостатком данного формирователя является низкая линейность треугольного напряжения, которая объясняется нелинейностью фрагментов синусоид, из которых формируется это напряжение. Нелинейность в диапазоне от нуля до максимального и минимального значений составляет около 8%. В результате устройство обладает низкой точностью формирования треугольного напряжения.This technical solution was chosen as a prototype. The disadvantage of this shaper is the low linearity of the triangular voltage, which is explained by the nonlinearity of the sinusoid fragments from which this voltage is formed. The non-linearity in the range from zero to the maximum and minimum values is about 8%. As a result, the device has a low triangular voltage formation accuracy.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение точности формирователя.The technical result of the claimed utility model is to increase the accuracy of the shaper.

Указанный технический результат достигается тем, что в известный формирователь сигнала треугольной формы, содержащий блок умножения, дополнительно введены амплитудный детектор, блок деления, блок масштабирования и арксинусный преобразователь, причем вход формирователя соединен с первым входом блока деления и входом амплитудного детектора, выход которого соединен со вторым входом блока деления и с входом блока масштабирования, выход которого соединен со вторым входом блока умножения, а выход блока деления через арксинусный преобразователь соединен с первым входом блока умножения, выход которого подключен к выходу формирователя.This technical result is achieved by the fact that in the well-known triangular signal shaper containing a multiplication unit, an amplitude detector, a division unit, a scaling unit and an arcsine converter are additionally introduced, the input of the shaper is connected to the first input of the division unit and the input of the amplitude detector, the output of which is connected to the second input of the division unit and with the input of the scaling unit, the output of which is connected to the second input of the multiplication unit, and the output of the division unit through the arcsine converter is connected to the first input of the multiplication unit, the output of which is connected to the output of the shaper.

Существенными отличиями предлагаемого формирователя является введение дополнительно амплитудного детектора, блока деления, блока масштабирования, арксинусного преобразователя и организация новых связей между элементами устройства. Совокупность элементов и связей между ними обеспечивают достижение положительного эффекта - повышение точности формирователя.The essential differences of the proposed shaper is the introduction of an additional amplitude detector, a division unit, a scaling unit, an arcsine converter and the organization of new connections between the elements of the device. The combination of elements and connections between them provide a positive effect - improving the accuracy of the shaper.

Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 приведена функциональная схема формирователя, на фиг.2 - временные диаграммы напряжений

Figure 00000001
The essence of the utility model is illustrated by drawings. Figure 1 shows a functional diagram of the shaper, figure 2 - timing voltage diagrams
Figure 00000001

Формирователь содержит (фиг.1) амплитудный детектор 1, блок деления 2, арксинусный преобразователь 3, блок масштабирования 4 и блок умножения 5.The shaper contains (Fig.1) an amplitude detector 1, a division unit 2, an arcsine converter 3, a scaling unit 4 and a multiplication unit 5.

Устройство работает следующим образом. Входное синусоидальное напряжение переменного тока

Figure 00000002
подается на входы амплитудного детектора 1 и делителя напряжений 2. После деления входного напряжения
Figure 00000003
на его амплитуду
Figure 00000004
формируемую амплитудным детектором 1, в блоке деления 2, на его выходе формируется напряжение
Figure 00000005
с единичной амплитудой, которое поступает на вход арксинусного преобразователя 3 (фиг.2). Арксинусный преобразователь 3 вычисляет угол, синус которого равен величине напряжения
Figure 00000006
на его входе, и формирует на выходе напряжение
Figure 00000007
треугольной формы с амплитудой
Figure 00000008
равной π/2 (фиг.2).The device works as follows. Input sinusoidal AC voltage
Figure 00000002
is fed to the inputs of the amplitude detector 1 and voltage divider 2. After dividing the input voltage
Figure 00000003
to its amplitude
Figure 00000004
generated by the amplitude detector 1, in the division unit 2, a voltage is formed at its output
Figure 00000005
with a unit amplitude, which is fed to the input of the arcsine converter 3 (figure 2). The arcsine converter 3 calculates the angle whose sine is equal to the magnitude of the voltage
Figure 00000006
at its input, and generates a voltage at the output
Figure 00000007
triangular shape with amplitude
Figure 00000008
equal to π/2 (figure 2).

Напряжение

Figure 00000009
треугольной формы подается на первый вход блока умножения 5, на второй вход которого подается напряжение
Figure 00000010
с выхода блока масштабирования 4, на вход которого подается напряжение
Figure 00000011
с выхода амплитудного детектора 1.Voltage
Figure 00000009
triangular shape is fed to the first input of the multiplication block 5, the second input of which is energized
Figure 00000010
from the output of the scaling unit 4, the input of which is energized
Figure 00000011
from the output of the amplitude detector 1.

Блок масштабирования 4 имеет коэффициент передачи, равный 2/π ≈ 0,6366. В результате перемножения напряжений

Figure 00000012
в блоке умножения 5 происходит восстановление амплитуды входного напряжения
Figure 00000013
Scaler 4 has a gain equal to 2/π ≈ 0.6366. As a result of stress multiplication
Figure 00000012
in multiplication block 5, the amplitude of the input voltage is restored
Figure 00000013

В результате на выходе устройства формируется треугольное напряжение с амплитудой входного напряжения

Figure 00000014
As a result, a triangular voltage is formed at the output of the device with an amplitude of the input voltage
Figure 00000014

Таким образом, исключение из процесса формирования треугольного напряжения фрагментов нелинейных синусоидальных напряжений позволило получить выходное треугольное напряжение с высокой линейностью, тем самым достигнуть технического результата - повышение точности формирователя.Thus, the exclusion of fragments of non-linear sinusoidal voltages from the process of forming a triangular voltage made it possible to obtain an output triangular voltage with high linearity, thereby achieving a technical result - increasing the accuracy of the shaper.

При практической реализации предлагаемого формирователя амплитудный детектор 1 можно выполнить по одной из известных схем (А. Дж. Пейтон, В. Волш. Аналоговая электроника на операционных усилителях. - М.: БИНОМ, 1994, стр. 292, рис. 11.17; стр. 304, рис. 11.29). Блок деления 2 можно выполнить на операционном усилителе (ОУ), включив перемножитель сигналов на микросхеме К525ПС3 в цепь его отрицательной обратной связи. Арксинусный преобразователь 3 можно выполнить по одной из схем (Авт. свид. СССР, №467365, G06G7/22, 15.04.1975; Авт. свид. СССР, №1256051, G06G7/22, 07.09.1986.) или на ОУ, включив формирователь синуса, выполненный по одной из схем (А. Дж. Пейтон, В. Волш. Аналоговая электроника на операционных усилителях. - М.: БИНОМ, 1994, стр. 270, рис. 10.9; Тимонтеев В.Н., Величко Л.М., Ткаченко В.А. Аналоговые перемножители сигналов в радиоэлектронной аппаратуре. - М.: Радио и связь, 1982, стр. 66, рис. 4.22), в цепь его отрицательной обратной связи. Блок масштабирования 4 представляет собой усилитель на ОУ с коэффициентом усиления 2/π. Блок умножения 5 представляет собой перемножитель напряжений на микросхеме КР525ПС3А.With the practical implementation of the proposed shaper, the amplitude detector 1 can be performed according to one of the well-known schemes (A. J. Peyton, V. Volsh. Analog electronics on operational amplifiers. - M .: BINOM, 1994, p. 292, Fig. 11.17; p. 304, Fig. 11.29). The division block 2 can be performed on an operational amplifier (op-amp) by including a signal multiplier on the K525PS3 chip in its negative feedback circuit. Arcsine converter 3 can be made according to one of the schemes (Author's certificate of the USSR, No. 467365, G06G7 / 22, 04/15/1975; Author's certificate of the USSR, No. 1256051, G06G7 / 22, 09/07/1986.) or on the op-amp by turning on sine shaper, made according to one of the schemes (A. J. Peyton, V. Volsh. Analog electronics on operational amplifiers. - M .: BINOM, 1994, p. 270, Fig. 10.9; Timonteev V.N., Velichko L. M., Tkachenko V.A. Analog signal multipliers in radio electronic equipment. - M.: Radio and communication, 1982, p. 66, Fig. 4.22), into its negative feedback circuit. The scaling unit 4 is an op-amp amplifier with a gain of 2/π. Multiplication unit 5 is a voltage multiplier on a KR525PS3A chip.

Claims (1)

Формирователь сигнала треугольной формы, содержащий блок умножения, отличающийся тем, что в него дополнительно введены амплитудный детектор, блок деления, блок масштабирования и арксинусный преобразователь, причем вход формирователя соединен с первым входом блока деления и входом амплитудного детектора, выход которого соединен со вторым входом блока деления и с входом блока масштабирования, выход которого соединен со вторым входом блока умножения, а выход блока деления через арксинусный преобразователь соединен с первым входом блока умножения, выход которого подключен к выходу формирователя.A triangular-shaped signal shaper containing a multiplication unit, characterized in that it additionally includes an amplitude detector, a division unit, a scaling unit and an arcsine converter, the input of the shaper being connected to the first input of the division unit and the input of the amplitude detector, the output of which is connected to the second input of the unit division and with the input of the scaling unit, the output of which is connected to the second input of the multiplication unit, and the output of the division unit through the arcsine converter is connected to the first input of the multiplication unit, the output of which is connected to the output of the shaper.
RU2022125369U 2022-09-27 TRIANGULAR SIGNAL GENERATOR RU215241U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU215241U1 true RU215241U1 (en) 2022-12-05

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU222828U1 (en) * 2023-10-30 2024-01-19 Евгений Борисович Колесников TRIANGULAR SIGNAL FORMER

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3859603A (en) * 1972-10-06 1975-01-07 Philips Corp Triangular generator
EP0296966A2 (en) * 1987-06-25 1988-12-28 Schlumberger Industries Triangle waveform generator for pulse-width amplitude multiplier and associated method
RU81860U1 (en) * 2008-11-24 2009-03-27 Негосударственное научно-образовательное учреждение "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных организаций" (ННОУ "Саранский Дом науки и техники РСНИИОО") ADDITIVE TRIANGULAR SIGNAL SHAPER
RU2536387C1 (en) * 2013-11-12 2014-12-20 Негосударственное образовательное учреждение "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных организаций" Triangular signal former
CN111682863A (en) * 2020-06-17 2020-09-18 灵矽微电子(深圳)有限责任公司 Triangular wave generating circuit with stable output amplitude
RU204713U1 (en) * 2021-04-07 2021-06-07 Евгений Борисович Колесников ADDITIVE TRIANGULAR SIGNAL FORMER
RU205765U1 (en) * 2021-04-20 2021-08-09 Евгений Борисович Колесников ADDITIVE TRIANGULAR SIGNAL FORMER

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3859603A (en) * 1972-10-06 1975-01-07 Philips Corp Triangular generator
EP0296966A2 (en) * 1987-06-25 1988-12-28 Schlumberger Industries Triangle waveform generator for pulse-width amplitude multiplier and associated method
RU81860U1 (en) * 2008-11-24 2009-03-27 Негосударственное научно-образовательное учреждение "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных организаций" (ННОУ "Саранский Дом науки и техники РСНИИОО") ADDITIVE TRIANGULAR SIGNAL SHAPER
RU2536387C1 (en) * 2013-11-12 2014-12-20 Негосударственное образовательное учреждение "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных организаций" Triangular signal former
CN111682863A (en) * 2020-06-17 2020-09-18 灵矽微电子(深圳)有限责任公司 Triangular wave generating circuit with stable output amplitude
RU204713U1 (en) * 2021-04-07 2021-06-07 Евгений Борисович Колесников ADDITIVE TRIANGULAR SIGNAL FORMER
RU205765U1 (en) * 2021-04-20 2021-08-09 Евгений Борисович Колесников ADDITIVE TRIANGULAR SIGNAL FORMER

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ДУБРОВИН В.С. Особенности применения аддитивных формирователей сигналов в функциональных генераторах // Южно-сибирский научный вестник. N 2 (4). сентябрь 2013. С.41-45. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU222828U1 (en) * 2023-10-30 2024-01-19 Евгений Борисович Колесников TRIANGULAR SIGNAL FORMER
RU227883U1 (en) * 2024-03-26 2024-08-08 Евгений Борисович Колесников TRIANGULAR SIGNAL GENERATOR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU215241U1 (en) TRIANGULAR SIGNAL GENERATOR
RU196044U1 (en) 90 DEGREES PHASE SHIFT DEVICE
RU226232U1 (en) MEASURING CONVERTER OF AC TO DC VOLTAGE
RU166785U1 (en) AC VOLTAGE TRANSMITTER
RU226073U1 (en) MEASURING CONVERTER OF AC TO DC VOLTAGE
RU162209U1 (en) THREE-PHASE AC VOLTAGE MEASURING TRANSMITTER
RU205166U1 (en) AC / DC MEASURING CONVERTER
RU227883U1 (en) TRIANGULAR SIGNAL GENERATOR
RU204713U1 (en) ADDITIVE TRIANGULAR SIGNAL FORMER
RU187664U1 (en) HARMONIC FREQUENCY METER
RU211214U1 (en) AC/DC VOLTAGE MEASURING CONVERTER
RU206323U1 (en) HARMONIC SIGNAL FREQUENCY DIVIDER
RU206669U1 (en) DEVICE FOR MEASURING ACTUAL VALUE OF AC VOLTAGE
RU223943U1 (en) HARMONIC SIGNAL FREQUENCY METER
RU225745U1 (en) HARMONIC SIGNAL FREQUENCY DIVIDER
RU208079U1 (en) CONTROLLED PHASE REFRACTOR
RU2644612C1 (en) Measuring transducer of variable voltage into constant one
RU211821U1 (en) AC/DC VOLTAGE MEASURING CONVERTER
RU212147U1 (en) HARMONIC FREQUENCY METER
RU215482U1 (en) FREQUENCY TRIPLE
RU206322U1 (en) HARMONIC SIGNAL FREQUENCY DIVIDER
RU206073U1 (en) CONTROLLED PHASE RETURNER
RU2625555C1 (en) Functional generator
RU206287U1 (en) FREQUENCY MORNER
RU222350U1 (en) MEASURING CONVERTER OF AC TO DC VOLTAGE