RU2761109C1 - Генератор двухфазных гармонических сигналов - Google Patents

Генератор двухфазных гармонических сигналов Download PDF

Info

Publication number
RU2761109C1
RU2761109C1 RU2021108499A RU2021108499A RU2761109C1 RU 2761109 C1 RU2761109 C1 RU 2761109C1 RU 2021108499 A RU2021108499 A RU 2021108499A RU 2021108499 A RU2021108499 A RU 2021108499A RU 2761109 C1 RU2761109 C1 RU 2761109C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
inputs
generator
power amplifier
Prior art date
Application number
RU2021108499A
Other languages
English (en)
Inventor
Василий Николаевич Фатин
Виталий Иванович Гуськов
Константин Сергеевич Кирсанов
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ")
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 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом"), Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority to RU2021108499A priority Critical patent/RU2761109C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2761109C1 publication Critical patent/RU2761109C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/337—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in push-pull configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B27/00—Generation of oscillations providing a plurality of outputs of the same frequency but differing in phase, other than merely two anti-phase outputs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области радиотехники, в частности, может использоваться для формирования гармонических сигналов возбуждения синусных и косинусных обмоток вращающихся трансформаторов. Технический результат заключается в повышении надежности за счет обеспечения высокой степени стойкости к внешним воздействующим факторам, в обеспечении идентичности электрических характеристик синусного и косинусного сигналов генератора, в обеспечении возможности подключения высокоемкостной нагрузки. Генератор двухфазных гармонических сигналов содержит триггер, инвертор, формирователь импульсных последовательностей, первый и второй сумматоры, первый, второй, третий и четвертый активные фильтры нижних частот второго порядка, первый и второй повторители напряжения, первый, второй, третий и четвертый элементы отрицательной обратной связи, первый, второй, третий и четвертый усилители мощности, блок ограничителей тока, первый, второй, третий и четвертый элементы частотной коррекции, первую, вторую, третью и четвертую снабберные цепочки. 6 ил.

Description

Изобретение относится к области радиотехники, в частности, может использоваться для формирования гармонических сигналов возбуждения синусных и косинусных обмоток вращающихся трансформаторов.
Известен генератор двухфазных гармонических сигналов (патент РФ №2734004 приоритет от 03.04.2020, «Генератор двухфазных гармонических сигналов», авторы: Фатин В.Н., Арбузов В.Н., Бабнев С.Е., Шилов А.В., МПК Н03В 27/00, опубликовано 24.11.2020 Бюл. №33), содержащий триггер, инвертор, формирователь импульсных последовательностей, первый и второй сумматоры, первый, второй, третий и четвертый активные фильтры нижних частот второго порядка (далее по тексту - фильтр нижних частот), первый и второй повторители напряжения, первый, второй, третий и четвертый элементы отрицательной обратной связи, первый, второй, третий и четвертый усилители мощности, блок ограничителей тока. Первый и второй управляющие входы триггера являются соответственно первым и вторым входами генератора двухфазных гармонических сигналов. Первый, второй, третий и четвертый выходы триггера соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами формирователя импульсных последовательностей и первым, вторым, третьим и четвертым входами инвертора. Первый, второй, третий и четвертый выходы инвертора соединены соответственно с пятым, шестым, седьмым и восьмым входами формирователя импульсных последовательностей. Восьмой вход формирователя импульсных последовательностей соединен с первым входом триггера, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами формирователя импульсных последовательностей. Первая группа выходов формирователя импульсных последовательностей соединена с группой входов первого сумматора. Выход первого сумматора соединен с последовательно соединенными первым фильтром нижних частот, третьим фильтром нижних частот и первым усилителем мощности. Вторая группа выходов формирователя импульсных последовательностей соединена с группой входов второго сумматора. Выход второго сумматора соединен с последовательно соединенными вторым фильтром нижних частот, четвертым фильтром нижних частот и вторым усилителем мощности. Второй вход третьего фильтра нижних частот соединен с первым входом первого повторителя напряжения и через первый элемент обратной связи с выходом первого усилителя мощности. Выход первого повторителя напряжения соединен с входом третьего усилителя мощности, выход которого соединен через соответствующий третий элемент обратной связи со вторым входом первого повторителя напряжения. Второй вход четвертого фильтра нижних частот соединен с первым входом второго повторителя напряжения и через второй элемент обратной связи с выходом второго усилителя мощности. Выход второго повторителя напряжения соединен с входом четвертого усилителя мощности, выход которого соединен через четвертый элемент обратной связи со вторым входом второго повторителя напряжения.
Недостатками известного двухфазного генератора гармонических сигналов являются:
- возникновение на выходах генератора сигнала самовозбуждения на верхних частотах полосы пропускания при подключении нагрузки посредством длинной линии связи (высокоемкостной нагрузки).
Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение, заключается в создании генератора со следующими характеристиками:
- содержащего не менее двух каналов (двух пар) генерирования двухфазных гармонических сигналов (синусного и косинусного);
- формирующего пары (синусный и косинусный) идентичных выходных гармонических сигналов, каждая из которых сдвинута по фазе относительно друг друга на 90° с высокой степенью точности;
- формирующего пары (синусный и косинусный) гармонических сигналов с заданным значением амплитуды выходных напряжений и малым значением разности между ними;
- формирование выходных гармонических сигналов должно быть синхронизировано внешним сигналом;
- требующего для формирования выходных гармонических сигналов источника постоянных напряжений не более чем с 2 опорными номиналами;
- обеспечивающего высокую степень идентичности значений параметров (амплитуда, частота, фаза) пар выходных сигналов;
- обеспечивающего минимальный сдвиг фаз между сигналами в синусном и косинусном каналах;
- обеспечивающего высокую степень стабильности и идентичности электрических характеристик синусного и косинусного сигналов при изменении температуры окружающей среды во всем диапазоне рабочих температур:
- обеспечивающего предотвращение самовозбуждения при подключении нагрузки посредством длинной линии связи (высокоемкостной нагрузки);
- сохраняющего работоспособность с заданными электрическими характеристиками в условиях воздействия ВВФ (внешние воздействующие факторы) с высокими значениями характеристик воздействия.
Технические результаты, на достижение которых направлено изобретение, заключаются в повышении надежности и в расширении функциональных возможностей.
Данные технические результаты достигаются тем, что в генераторе двухфазных гармонических сигналов, содержащем триггер, первый и второй управляющие входы которого являются соответственно первым и вторым входами генератора двухфазных гармонических сигналов, а первый, второй, третий и четвертый выходы соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами формирователя импульсных последовательностей и первым, вторым, третьим и четвертым входами инвертора, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с пятым, шестым, седьмым и восьмым входами формирователя импульсных последовательностей, при этом восьмой вход которого соединен с первым входом триггера, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами формирователя импульсных последовательностей, первая группа выходов которого соединена с группой входов первого сумматора, выход которого соединен с последовательно соединенными первым и третьим активными фильтрами нижних частот, выход последнего из которых соединен с первыми входами первых повторителя напряжения и усилителя мощности, выход которого через первый элемент обратной связи соединен со вторым входом третьего активного фильтра нижних частот, вторая группа выходов формирователя импульсных последовательностей соединена с группой входов второго сумматора, выход которого соединен с последовательно соединенными вторым и четвертым активными фильтрами нижних частот, выход последнего из которых соединен с первыми входами вторых повторителя напряжения и усилителя мощности, выход которого через второй элемент обратной связи соединен со вторым входом четвертого активного фильтра нижних частот, каждый выход первого повторителя напряжения соединен с входом соответствующего третьего усилителя мощности, выход которого соединен через соответствующий третий элемент обратной связи с соответствующим вторым входом первого повторителя напряжения, каждый выход второго повторителя напряжения соединен с входом соответствующего четвертого усилителя мощности, выход которого соединен через соответствующий четвертый элемент обратной связи с соответствующим вторым входом второго повторителя напряжения, при этом группа входов питания каждого сумматора, активного фильтра нижних частот, усилителя мощности, повторителя напряжения соединена с соответствующей группой выходов блока ограничителей тока, входы которого являются входами питания генератора двухфазных гармонических сигналов, а выход каждого усилителя мощности является соответствующим выходом генератора двухфазных гармонических сигналов, каждая из пар, образованных первым и вторым активными фильтрами нижних частот, третьим и четвертым активными фильтрами нижних частот, первым и вторым сумматорами, первым и вторым повторителями напряжения выполнена на соответствующем сдвоенном операционном усилителе, новым является то, что дополнительно введены первый, второй и, по крайней мере, по одному третьему и четвертому элементы частотной коррекции, первая, вторая и, по крайней мере, по одной третьей и четвертой снабберные цепочки, при этом второй вход третьего активного фильтра нижних частот соединен через первый элемент частотной коррекции с входом первого усилителя мощности, выход которого соединен через первую снабберную цепочку с общей шиной, второй вход четвертого активного фильтра нижних частот соединен через второй элемент частотной коррекции с входом второго усилителя мощности, выход которого соединен через вторую снабберную цепочку с общей шиной, каждый второй вход первого повторителя напряжения соединен через соответствующий третий элемент частотной коррекции с входом соответствующего третьего усилителя мощности, выход которого соединен через соответствующую третью снабберную цепочку с общей шиной, каждый второй вход второго повторителя напряжения соединен через соответствующий четвертый элемент частотной коррекции с входом соответствующего четвертого усилителя мощности, выход которого соединен через соответствующую четвертую снабберную цепочку с общей шиной.
Высокая точность сдвига по фазе синусно-косинусных пар сигналов относительно друг друга на 90° обеспечивается:
- применением и спецификой схемотехнической реализации на быстродействующей логике формирователя управляющих сигналов (триггер, инвертор, формирователь импульсной последовательности), формирующего управляющие сигналы с точными и стабильными временными интервалами;
- идентичностью схемотехнического исполнения и электрических характеристик трактов (от сумматора до усилителя мощности) каждого канала генератора двухфазных гармонических сигналов.
Установлением коэффициентов усилений пар узлов (соотношением значений номиналов их внутренних элементов - резисторов, непоказанных на функциональных схемах) сумматоров, первого и второго фильтров нижних частот, третьих и четвертых фильтров нижних частот задается значение амплитуды выходных напряжений (в пределах рабочих значений этих узлов). Малое значение разности между амплитудами выходных напряжений обеспечивается идентичностью схемотехнического исполнения и электрических характеристик трактов (от сумматора до усилителя мощности) каждого канала генератора двухфазных гармонических сигналов.
Синхронизация формирования выходных гармонических сигналов обеспечивается подачей на второй вход генератора двухфазных гармонических сигналов внешних тактирующих прямоугольных импульсов.
Схемотехническая реализация заявляемого устройства позволяет для формирования выходных гармонических сигналов обходиться источником постоянных напряжений только с двумя опорными номиналами, а также уменьшает количество необходимых активных ЭРИ (электрорадиоизделий).
Применение повторителей напряжения для формирования синусных и косинусных сигналов дополнительных каналов обеспечивает высокую степень идентичности значений параметров (амплитуда, частота, фаза) пар выходных сигналов и минимальный сдвиг фаз между сигналами в синусном и косинусном каналах.
Применение элементов отрицательной обратной связи обеспечивает высокую стабильность амплитуды выходных сигналов в. условиях динамически меняющегося полного сопротивления их индуктивных нагрузок.
Выполнение первого и второго сумматоров, первого/второго и третьего/четвертого фильтров нижних частот, а также синусно-косинусных пар повторителей напряжения на сдвоенных операционных усилителях обеспечивает идентичность зависимости электрических характеристик синусных и косинусных сигналов генератора гармонических сигналов от изменения температуры окружающей среды.
Предотвращение самовозбуждения при подключении высокоемкостной нагрузки достигается введением элементов частотной коррекции в цепях обратной связи третьего и четвертого активных фильтров нижних частот и первого и второго повторителей напряжения, соответственно, а также введением снабберных цепочек на выходах двухфазного генератора гармонических сигналов, соответственно. Указанное в совокупности повышает надежность заявляемого устройства. А также обеспечивает возможность подключения высокоемкостной нагрузки, тем самых расширяя функциональные возможности генератора.
На фиг. 1 представлена функциональная схема реализации двухканального варианта генератора двухфазных гармонических сигналов. На фиг. 2 представлены диаграммы импульсных последовательностей, формируемых формирователем импульсных последовательностей, на фиг. 3 - диаграммы квазигармонических сигналов QSIN1, QCOS1, на фиг. 4 - диаграммы квазигармонических сигналов QSIN2 и QCOS2, на фиг. 5 - диаграммы выходных сигналов Sin, Cos двухканального варианта генератора, на фиг. 6 - функциональная схема реализации трехканального варианта генератора двухфазных гармонических сигналов.
Генератор двухфазных гармонических сигналов (фиг. 1) содержит триггер 1, инвертор 2, формирователь 3 импульсных последовательностей, первый 4 и второй 5 сумматоры, первый 6, второй 7, третий 8 и четвертый 9 активные фильтры нижних частот второго порядка (далее по тексту - фильтр нижних частот), первый 10 и второй 11 повторители напряжения, первый 12, второй 13, третий 14 и четвертый 15 элементы отрицательной обратной связи, первый 16, второй 17, третий 18 и четвертый 19 усилители мощности, блок 20 ограничителей тока, первый 21, второй 22, третий 23 и четвертый 24 элементы частотной коррекции, первая 25, вторая 26, третья 27 и четвертая 28 снабберные цепочки.
Первый и второй управляющие входы триггера 1 являются соответственно первым (RESET) и вторым (CLK) входами генератора двухфазных гармонических сигналов. Первый, второй, третий и четвертый выходы триггера 1 соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами формирователя 3 импульсных последовательностей и первым, вторым, третьим и четвертым входами инвертора 2. Первый, второй, третий и четвертый выходы инвертора 2 соединены соответственно с пятым, шестым, седьмым и восьмым входами формирователя 3 импульсных последовательностей. Восьмой вход формирователя 3 импульсных последовательностей соединен с первым входом триггера 1, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами формирователя 3 импульсных последовательностей. Первая группа выходов формирователя 3 импульсных последовательностей соединена с группой входов первого сумматора 4. Выход первого сумматора 4 соединен с последовательно соединенными первым 6 и третьим 8 фильтрами нижних частот. Выход третьего фильтра 8 нижних частот соединен с входом первого усилителя 16 мощности, первым входом первого повторителя 10 напряжения и через первый элемент 21 частотной коррекции со вторым входом третьего фильтра 8 нижних частот. Выход первого усилителя 16 мощности соединен через первый элемент 12 обратной связи со вторым входом третьего фильтра 8 нижних частот и через первую снабберную цепочку 25 с общей шиной. Первая группа выходов формирователя 3 импульсных последовательностей соединена с группой входов второго сумматора 5. Выход второго сумматора 5 соединен с последовательно соединенными вторым 7 и четвертым 9 фильтрами нижних частот. Выход четвертого фильтра 9 нижних частот соединен с входом второго усилителя 17 мощности, первым входом второго повторителя 11 напряжения и через второй элемент 22 частотной коррекции со вторым входом четвертого фильтра 9 нижних частот. Выход второго усилителя 17 мощности соединен через второй элемент 13 обратной связи со вторым входом четвертого фильтра 9 нижних частот и через вторую снабберную цепочку 26 с общей шиной. Выход первого повторителя 10 напряжения соединен с входом третьего усилителя 18 мощности, выход которого через третий элемент 14 обратной связи соединен со вторым входом первого повторителя 10 напряжения и через третий элемент 23 частотной коррекции с выходом первого повторителя 10 напряжения. Выход третьего усилителя 18 мощности соединен через третью снабберную цепочку 27 с общей шиной. Выход второго повторителя 11 напряжения соединен с входом четвертого усилителя 19 мощности, выход которого через четвертый элемент 15 обратной связи соединен со вторым входом второго повторителя 11 напряжения и через четвертый элемент 24 частотной коррекции с выходом второго повторителя 11 напряжения. Выход четвертого усилителя 19 мощности соединен через четвертую снабберную цепочку 28 с общей шиной.
Группа входов питания каждого сумматора 4 (5), фильтра нижних частот 6 (7, 8, 9), усилителя мощности 16 (17, 18, 19), повторителя напряжения 10 (11) соединена с соответствующей группой выходов блока 20 ограничителей тока, входы которого являются входами питания генератора двухфазных гармонических сигналов.
Выход каждого усилителя мощности 16 (17, 18, 19) является соответствующим выходом SINA (COSA, SINB, COSB) генератора двухфазных гармонических сигналов.
Все три логических узла генератора двухфазных гармонических сигналов (триггер 1, инвертор 2 и формирователь 3 импульсных последовательностей) могут быть реализованы на цифровом базовом матричном кристалле (БМК).
Сумматоры 4 и 5 выполняют на сдвоенном операционном усилителе (ОУ). К неинвертирующим входам операционных усилителей сумматоров 4 и 5 подключают соответственно сигналы SIN1, SIN2 и COS1, COS2 через суммирующие резисторы, а к инвертирующим входам - сигналы SIN3, SIN4 и COS3, COS4 также через суммирующие резисторы (на фиг. 1 не показано).
Пары активных фильтров нижних частот 6, 7 и 8, 9 на неинвертирующем частотно-зависимом отрицательном сопротивлении выполняют на сдвоенных операционных усилителях соответственно.
Все резисторы и конденсаторы, применяемые в узлах сумматоров 4, 5 и фильтрах 6, 7, 8, 9 нижних частот должны быть прецизионными и с малыми значениями температурного коэффициента сопротивления и температурного коэффициента емкости соответственно.
Повторители 10 и 11 напряжения выполняют на сдвоенном операционном усилителе.
Элементы 12, 13, 14, 15 отрицательной обратной связи выполняют на резисторах. Элементы 12, 13, 14, 15 отрицательной обратной связи обеспечивают высокую стабильность амплитуды выходных сигналов SinA, CosA, SinB и CosB, нагружаемых индуктивностями с динамически меняющимися полными их сопротивлениями.
Усилители 16, 17, 18, 19 мощности выполняют на комплементарных парах транзисторов.
Блок 20 ограничителей тока может быть выполнен на токоограничительных резисторах, которые включены в цепи электропитания всех операционных усилителей и в коллекторные цепи всех транзисторов. Блок 20 ограничителей тока ограничивает токи, протекающие в сумматорах 4 и 5, активных фильтрах нижних частот 6, 7, 8, 9, повторителях напряжения 10 и 11, усилителях мощности 16, 17, 18, 19 во время воздействия ВВФ, предотвращая их пробой.
Элементы частотной коррекции 21, 22, 23, 24 выполняют на конденсаторах малой емкости.
Каждая снабберная цепочка 25 (26, 27, 28) может быть выполнена в виде последовательно соединенных конденсатора и резистора. Снабберные цепочки 25, 26, 27, 28 (в совокупности с элементами частотной коррекции 21, 22, 23, 24) предотвращают самовозбуждение выходов генератора двухфазных гармонических сигналов при подключении высокоемкостного вида нагрузки. Генератор двухфазных гармонических сигналов работает следующим образом.
После включения внешнего электропитания генератора двухфазных гармонических сигналов на его первый вход подается внешний одиночный прямоугольный импульсный сигнал RESET, который устанавливает триггер 1 в исходное состояние (на каждом выходе триггера 1 устанавливается уровень напряжения логического нуля) и удерживает его в этом состоянии до момента установления внешних опорных напряжений U1, U2 в номинальные значения.
На второй вход генератора двухфазных гармонических сигналов подаются внешние тактирующие прямоугольные импульсы CLK с частотой следования FIN. После окончания действия сигнала RESET триггер 1 переходит в рабочий режим и на каждом его выходе под действием тактирующих импульсов CLK формируются импульсы с частотой следования FIN/8. При этом на каждом выходе триггера 1 формируется импульс, сдвинутый по фазе относительно импульса предшествующего выхода триггера 1 на 1/8 своего периода.
Выходные сигналы с триггера 1 поступают на входы инвертора 2 и на первый, второй, третий и четвертый входы формирователя 3 импульсных последовательностей. Выходные сигналы с инвертора 2 поступают на пятый, шестой, седьмой и восьмой входы формирователя 3 импульсных последовательностей. На всех выходах формирователя 3 импульсных последовательностей формируются сигналы с частотой следования FIN/8, диаграммы которых представлены на фиг. 2.
Сигналы на выходах формирователя 3 импульсных последовательностей формируются по следующим алгоритмам: SIN1=I& II, SIN2=III&VIII, SIN3=V&VI, SIN4=IV&VII, COS1=III&IV, COS2=II&V, COS3=VII&VIII, COS4 - I&VI, где I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII сигналы на первом, втором, третьим, четвертом, пятом, шестом, седьмом и восьмом входах формирователя 3 импульсных последовательностей соответственно.
Выходные сигналы SIN1, SIN2, SIN3, SIN4 с первой группы выходов формирователя 3 импульсных последовательностей поступают на входы первого сумматора 4, а сигналы COS1, COS2, COS3, COS4 со второй группы выходов - на входы второго сумматора 5. На выходах первого 4 и второго 5 сумматоров формируются идентичные квазигармонические сигналы первого уровня приближения QSIN1 и QCOS1, сдвинутые по фазе относительно друг друга на 90°. Диаграммы квазигармонических сигналов QSIN1, QCOS1 представлены на фиг. 3.
Квазигармонические сигналы QSIN1, QCOS1 поступают на входы первого 6 и второго 7 фильтров нижних частот соответственно. На выходах фильтров 6, 7 нижних частот формируются идентичные квазигармонические сигналы второго уровня приближения QS1N2 и QCOS2, сдвинутые по фазе относительно друг друга на 90°. Диаграммы квазигармонических сигналов QSIN2 и QCOS2 представлены на фиг. 4.
Квазигармонические сигналы QSIN2 и QCOS2 поступают на входы третьего 8 и четвертого 9 фильтров нижних частот соответственно. На выходах фильтров 8, 9 нижних частот формируются идентичные гармонические сигналы SIN и COS, сдвинутые по фазе относительно друг друга на 90°.
Сформированные гармонические сигналы SIN и COS поступают соответственно на входы первого 10 и второго 11 повторителей напряжения, а также на входы первого 16 и второго 17 усилителей мощности и на элементы частотной коррекции 21 и 22. С выходов первого 10 и второго 11 повторителей напряжения сигналы SINB и COSB поступают соответственно на входы третьего 18 и четвертого 19 усилителей мощности и на элементы частотной коррекции 23 и 24. На выходах первого 16 и второго 17, третьего 18 и четвертого 19 усилителей мощности создаются соответственно пары гармонических сигналов (см. фиг. 5) Sin и Cos частотой FIN/8, сдвинутые по фазе относительно друг друга на 90° и усиленные до требуемых нагрузкой уровней амплитуды токов.
С выходов первого 16, второго 17, третьего 18 и четвертого 19 усилителей мощности сигналы SinA, CosA, SinB и CosB поступают соответственно на снабберные цепочки 25, 26, 27, 28 и через элементы 12, 13, 14, 15 отрицательной обратной связи на входы третьего 8 и четвертого 9 фильтров нижних частот, первого 10 повторителя напряжения, второго 11 повторителя напряжения.
Количество каналов (пар синусных и косинусных сигналов) генератора двухфазных гармонических сигналов можно наращивать путем простого добавления следующих узлов на каждый дополнительный канал: дополнительные первый (10-1) и второй (11-1) повторители напряжения, дополнительные третий (18-1) и четвертый (19-1) усилители мощности, дополнительные третий (23-1) и четвертый (24-1) элементы частотной коррекции, дополнительные третья (27-1) и четвертая (28-1) снабберные цепочки, дополнительные третий (14-1) и четвертый (15-1) элементы отрицательной обратной связи. Дополнительные повторители напряжения и усилители мощности подключают к соответствующим выходам блока 20 ограничителей тока. На фиг. 6 приведен пример реализации трехканального генератора двухфазных гармонических сигналов. Трехканальный генератор гармонических сигналов работает аналогично двухканальному.
Количество дополнительных каналов генератора двухфазных гармонических сигналов ограничивается только нагрузочными способностями операционных усилителей активных фильтров нижних частот 8 и 9.

Claims (1)

  1. Генератор двухфазных гармонических сигналов, содержащий триггер, первый и второй управляющие входы которого являются соответственно первым и вторым входами генератора двухфазных гармонических сигналов, а первый, второй, третий и четвертый выходы соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами формирователя импульсных последовательностей и первым, вторым, третьим и четвертым входами инвертора, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с пятым, шестым, седьмым и восьмым входами формирователя импульсных последовательностей, при этом восьмой вход которого соединен с первым входом триггера, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами формирователя импульсных последовательностей, первая группа выходов которого соединена с группой входов первого сумматора, выход которого соединен с последовательно соединенными первым и третьим активными фильтрами нижних частот, выход последнего из которых соединен с первыми входами первых повторителя напряжения и усилителя мощности, выход которого через первый элемент обратной связи соединен со вторым входом третьего активного фильтра нижних частот, вторая группа выходов формирователя импульсных последовательностей соединена с группой входов второго сумматора, выход которого соединен с последовательно соединенными вторым и четвертым активными фильтрами нижних частот, выход последнего из которых соединен с первыми входами вторых повторителя напряжения и усилителя мощности, выход которого через второй элемент обратной связи соединен со вторым входом четвертого активного фильтра нижних частот, каждый выход первого повторителя напряжения соединен с входом соответствующего третьего усилителя мощности, выход которого соединен через соответствующий третий элемент обратной связи с соответствующим вторым входом первого повторителя напряжения, каждый выход второго повторителя напряжения соединен с входом соответствующего четвертого усилителя мощности, выход которого соединен через соответствующий четвертый элемент обратной связи с соответствующим вторым входом второго повторителя напряжения, при этом группа входов питания каждого сумматора, активного фильтра нижних частот, усилителя мощности, повторителя напряжения соединена с соответствующей группой выходов блока ограничителей тока, входы которого являются входами питания генератора двухфазных гармонических сигналов, а выход каждого усилителя мощности является соответствующим выходом генератора двухфазных гармонических сигналов, каждая из пар, образованных первым и вторым активными фильтрами нижних частот, третьим и четвертым активными фильтрами нижних частот, первым и вторым сумматорами, первым и вторым повторителями напряжения, выполнена на соответствующем сдвоенном операционном усилителе, отличающийся тем, что дополнительно введены первый, второй и, по крайней мере, по одному третьему и четвертому элементы частотной коррекции, первая, вторая и, по крайней мере, по одной третьей и четвертой снабберные цепочки, при этом второй вход третьего активного фильтра нижних частот соединен через первый элемент частотной коррекции с входом первого усилителя мощности, выход которого соединен через первую снабберную цепочку с общей шиной, второй вход четвертого активного фильтра нижних частот соединен через второй элемент частотной коррекции с входом второго усилителя мощности, выход которого соединен через вторую снабберную цепочку с общей шиной, каждый второй вход первого повторителя напряжения соединен через соответствующий третий элемент частотной коррекции с входом соответствующего третьего усилителя мощности, выход которого соединен через соответствующую третью снабберную цепочку с общей шиной, каждый второй вход второго повторителя напряжения соединен через соответствующий четвертый элемент частотной коррекции с входом соответствующего четвертого усилителя мощности, выход которого соединен через соответствующую четвертую снабберную цепочку с общей шиной.
RU2021108499A 2021-03-29 2021-03-29 Генератор двухфазных гармонических сигналов RU2761109C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021108499A RU2761109C1 (ru) 2021-03-29 2021-03-29 Генератор двухфазных гармонических сигналов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021108499A RU2761109C1 (ru) 2021-03-29 2021-03-29 Генератор двухфазных гармонических сигналов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2761109C1 true RU2761109C1 (ru) 2021-12-06

Family

ID=79174421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021108499A RU2761109C1 (ru) 2021-03-29 2021-03-29 Генератор двухфазных гармонических сигналов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2761109C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2778459C1 (ru) * 2022-03-09 2022-08-19 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Генератор двухфазных гармонических сигналов

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1084941A1 (ru) * 1981-09-11 1984-04-07 Кировский Политехнический Институт Двухфазный генератор гармонических сигналов
US4525795A (en) * 1982-07-16 1985-06-25 At&T Bell Laboratories Digital signal generator
SU1354214A1 (ru) * 1986-07-14 1987-11-23 Томский политехнический институт им.С.М.Кирова Генератор гармонических колебаний
RU2033684C1 (ru) * 1990-09-24 1995-04-20 Акционерное общество - Научно-производственная фирма "Аз" Двухфазный генератор гармонических сигналов
RU2464692C1 (ru) * 2011-08-19 2012-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" Преобразователь напряжения (варианты)
RU2625555C1 (ru) * 2016-09-12 2017-07-14 Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных объединений" Функциональный генератор
RU174024U1 (ru) * 2016-12-21 2017-09-26 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") Двухтактный трансформаторный импульсный преобразователь
RU2699590C1 (ru) * 2019-01-21 2019-09-06 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Двухфазный генератор гармонических сигналов
RU2737004C1 (ru) * 2020-04-03 2020-11-24 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Генератор двухфазных гармонических сигналов

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1084941A1 (ru) * 1981-09-11 1984-04-07 Кировский Политехнический Институт Двухфазный генератор гармонических сигналов
US4525795A (en) * 1982-07-16 1985-06-25 At&T Bell Laboratories Digital signal generator
SU1354214A1 (ru) * 1986-07-14 1987-11-23 Томский политехнический институт им.С.М.Кирова Генератор гармонических колебаний
RU2033684C1 (ru) * 1990-09-24 1995-04-20 Акционерное общество - Научно-производственная фирма "Аз" Двухфазный генератор гармонических сигналов
RU2464692C1 (ru) * 2011-08-19 2012-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" Преобразователь напряжения (варианты)
RU2625555C1 (ru) * 2016-09-12 2017-07-14 Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных объединений" Функциональный генератор
RU174024U1 (ru) * 2016-12-21 2017-09-26 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") Двухтактный трансформаторный импульсный преобразователь
RU2699590C1 (ru) * 2019-01-21 2019-09-06 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Двухфазный генератор гармонических сигналов
RU2737004C1 (ru) * 2020-04-03 2020-11-24 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Генератор двухфазных гармонических сигналов

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2778459C1 (ru) * 2022-03-09 2022-08-19 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Генератор двухфазных гармонических сигналов
RU2795263C1 (ru) * 2022-11-09 2023-05-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный технологический университет" Генератор парных сигналов произвольной формы

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070109029A1 (en) Precision triangle waveform generator
US2565231A (en) Variable artificial transmission line for effecting phase modulated oscillations
US2465840A (en) Electrical network for forming and shaping electrical waves
US8654867B2 (en) Transformer power combiner with filter response
KR20160054003A (ko) 클래스 d 오디오 증폭기들에 대한 다중위상 펄스폭 변조기
RU2737004C1 (ru) Генератор двухфазных гармонических сигналов
KR101352348B1 (ko) 전압제어형 발진회로 및 피엘엘 회로
KR20160140571A (ko) 스위치 모드 연산 증폭기에 대한 회로 및 방법
ES2324158T3 (es) Modulador oscilante controlado sincronizado.
JPS6247365B2 (ru)
RU2699590C1 (ru) Двухфазный генератор гармонических сигналов
US5168179A (en) Balanced modulator for auto zero networks
RU2761109C1 (ru) Генератор двухфазных гармонических сигналов
CN110058638B (zh) 时钟分配电路
GB583541A (en) Improvements in or relating to pulse modulation systems of electric communication
EP3016288A1 (en) Digital-to-analog converter providing an image replica rejection
RU2778459C1 (ru) Генератор двухфазных гармонических сигналов
CN101764589B (zh) 滤波电路和通信设备
RU2011114609A (ru) Способ частотной модуляции и демодуляции высокочастотных сигналов и устройство его реализации
US20210391856A1 (en) Modulator circuit, corresponding device and method
CN107079203A (zh) 光开关芯片、光开关驱动模组及驱动方法
RU2706181C1 (ru) Активная фазовращающая система
US3999135A (en) Clock signal regeneration system operating on ternary pulses
Nandi et al. A linear electronically tunable quadrature oscillator
Tandee et al. Design of current-mode multiphase sinusoidal oscillators using CDCTA with independent control of CO and FO