SU1145352A1

SU1145352A1 - Function generator

Info

Publication number: SU1145352A1
Application number: SU833671218A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Михайлович Семиглазов
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4514
Priority date: 1983-12-07
Filing date: 1983-12-07
Publication date: 1985-03-15

Abstract

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержаицй выходной усилитель мощности , выполненный в виде трансформатора , средний вывод первичной обмотки которого вл етс входом пи тани .выходного усилител мощности, и двух силовых транзисторов, коллек торы и эмиттеры которых соединены соответственно со свободными вьшода ми первичной обмотки трансформатора и с общейшиной питани , а также бло управлени , выполненный в виде последовательно включенных задающего генератора, делител частоты, реверсивного счетчика, блока пам ти, цифроаналогового преобразовател и переключател пол рности, подсоединенного двум выходами к базам силовых транзисторов выз одного усилител мощности , отличающийс тем, что, с целью повышени мощности выходного сигнала функционального генератора при обеспечении высокого КПД за счет работы в режиме со след щим питанием, он содержит генератор треугольных импульсов, модул тор длительдости пр моугольных импульсов и последовательно включенные между входом питани функционального генератора и входом питани выходного усилител мощности силовой ключ и фильтр низкой частоты, выход и два входа модул тора длительности пр моугольных импульсов подключены соответственно к управл кнцему входу силового ключа, к выходу цифроаналргового преобразовател и к выходу генератора треугольных импульсов, вход за-, пуска которого соединен с промежу- . точным выходом делител частоты.FUNCTIONAL GENERATOR, containing an output power amplifier, made in the form of a transformer, the average output of the primary winding of which is the power input of the output power amplifier, and two power transistors, the collectors and emitters of which are connected respectively to the free outputs of the primary winding of the transformer and with a common line power supply, as well as a control unit, made in the form of a series-connected master oscillator, frequency divider, reversible counter, memory unit, digital-analogue A polarizer and a polarity switch connected by two outputs to the bases of the power transistors for calling a single power amplifier, characterized in that, in order to increase the output signal power of the function generator while ensuring high efficiency due to the operation in the following power supply mode, it contains a triangular pulse generator , modulator of duration of rectangular pulses and connected in series between the power input of the function generator and the power input of the output power amplifier of the power key and low-pass filter, the output and two inputs of the modulator duration of rectangular pulses are respectively connected to the control input of the power key kntsemu, tsifroanalrgovogo to the output of the converter and to the output of the triangular wave generator, input za-, start of which is connected with the intermediate. exact output frequency divider.

Description

Изобретение относитс к фо1)мировани1р (синтезу) электрических сигна лов, описываемых тригонометрической например синусоидальной, многоступенчатой функцией, и может найти применение в автоматике, вычисли . тельной и преобразовательной технике Известны функциональные генера- торы , использующие цифровой синтез синусоидальнык или других периодических сигналов путем использовани в схемах правлени оконечным каска дом счетчиков, регистров сдвига и ЦАП, работающих в двоичном коде D3 Однако известные генераторы имею малуювьпгоднзпо мощность,определ емую возможност ми операционного зсилител включенного на выходе устройства. Наиболее близким по структуре по .строени схемы управлени к изобрете нию вл етс функциональный генератор , состо щий из транзисторно-транс форматорного усилител мощности и цифровой схемы управлени , содержащей последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, реверсивный счетчик, олок пам ти, цифроаналоговый преобразователь и переключатель пол рности, подключенный к дифференциальному входу усилител мощности. Указанное устройство обладает также малой выходной мощностью и низким КПД 2. Цель изобретени - повышение мощности выходного сигнала функционального генератора при обеспечении высокого КПД за счет работы в режиме с след щим питанием. Поставленна цель достигаетс тем что функциональный генератор, содержащий выходной усилитель мощности, выполненный в виде трансформатора, средний вывод первичной обмотки которого вл етс входом питани выход кого усилител мощности, и двух сило вых транзисторов, коллекторы и эмитторы которых соединены соответственно со свободными вьшодами первичной обмотки трансформатора и с общей шиной питани , а также блок управлени выполненг ый в виде последовательно включенных задающего генератора, делител частоты, реверсивного счетчика , блока пам ти, цифроаналогового преобразовател и переключател пол рности , подсоединенного двум выходами к базам силовых транзисто3522 ров выходного усилител мощности, содержит генератор треугольных импульсов , модул тор длительности пр моугольных импульсов и последователь-, но включенные между входом питани функционального генератора и входом питани выходного усилител мощности силовой ключ и фильтр низкой частоты, выход и два входа модул тора длительности пр моугольных импульсов подключены соответственно к управл ющему входу силового ключа, к выходу цифроаналогового преобразовател и к выходу генератора треугольных импульсов, вход запуска которого соединен с промежуточным выходом делител частоты. На фиг. 1 представлена схема предлагаемого функционального генератора; на фиг. 2 - эпюры напр жени питани Ер и вписанного по форме ступенчатого напр жени синтезированного синусоидального сигнала U;,,. Функциональный генератор (фиг. 1) содержит задающий генератор 1 (как правило, кварцевьй), делитель 2 частоты с выходом дл запуска реверсивного счетчика 3, блок 4 пам ти, цифроаналоговьй преобразователь (ЦАП) 5, переключатель 6 пол рности, силовые транзисторы 7 выходного усилител мощности, трансформатор 8 выходного усилител мощности со средней точкой , фильтр 9 низкой частоты, генератор 10 треугольных импульсов, св занный с промежуточным выходом делител 2 частоты, модул тор 11 дли тельности пр моугольных импульсов, второй вход которого св зан с выходом ЦАП 5, силовой ключ t2. Фильтр 9 низкой частоты (ФНЧ) состоит из дроссел 13, диода 14 и конденсатора 15. Генератор работает следующим образом . Выходна частота заданщего генератора 1. делитс делителем 2 частоты до частоты несущей частоты модул тора 11, при этом чем она вьппе, тем выще частота среза ФНЧ и тем меньше его габариты и фазова задержка по основной частоте. С основного выхода .делител 2 частоты происходит запуск кольцевого реверсивного счетчика , при этом номинал частоты определ етс выходной частотой генератора (f а,х ) и количество ступенек (га) в четверти периода f др вьш (при ступеньках равной длительноети ) . Блок пам ти заранее iiporiinMMHруетс пол заданную форму выходного сигнала в течение четверти периода , причем длина его выходного слова равна длительности входного слова ЦАП 5. С выхода ЦДЛ 5 снимаетс сигнал, представл ющий собой по форме ., выпр мленный ступенчато-аппроксимированный синусоидальный сигнал. Дл получени двухпол рного сигнала и предварительного его усилени служит переключатель 6 пол рности, осуществл ющий запуск выходного усилител мощности. Сигнал с выхода ДАЛ 5 суммируетс с треугольным сигналом в модул торе It, с выхода которого осуществл етс запуск силового ключа 12. Сери пр моугольных импульсов с длительностью, модулированной по синусоидальному закону, фильтруетс ФНЧ 9 и осуществл ет питание усилител мощ ности напр жением по форме ЕП (фиг. 2).The invention relates to the form of (1) electrical signals described by a trigonometric, for example, sinusoidal, multistep function, and can be used in automation, calculated. Functional generators that use digital synthesis of sinusoidal or other periodic signals are known by using in the control circuits of the terminal helmet house counters, shift registers and DACs operating in binary code D3. However, known generators have a small power determined by the possibilities of operating The sensor is turned on at the output of the device. The closest in structure to constructing a control circuit to the invention is a functional generator consisting of a transistor-transformer power amplifier and a digital control circuit containing a series-connected pulse generator, a frequency divider, a reversible counter, a memory stick, a digital-analog converter and polarity switch connected to the differential input of the power amplifier. The said device also has low output power and low efficiency 2. The purpose of the invention is to increase the output power of the function generator while ensuring high efficiency due to operation in the following power supply mode. The goal is achieved by the fact that a functional generator containing an output power amplifier made in the form of a transformer, the middle output of the primary winding of which is the power input of the output of a power amplifier, and two power transistors, the collectors and emitters of which are connected respectively to the free outputs of the primary winding of the transformer and with a common power bus, as well as a control unit made in the form of a series-connected master oscillator, frequency divider, reversible counter , a memory unit, a digital-to-analog converter and a polarity switch connected by two outputs to the bases of power transistors of the output power amplifier, contains a triangular pulse generator, a modulator of the duration of rectangular pulses and serially connected between the power input of the function generator and the power input of the output power amplifier power switch and low-pass filter, the output and two inputs of the modulator of the duration of the rectangular pulses are connected respectively to the control the input of the power switch, to the output of the digital-to-analog converter and to the output of the triangular pulse generator, the start input of which is connected to the intermediate output of the frequency divider. FIG. 1 shows the scheme of the proposed functional generator; in fig. 2 - power plots of voltage Ep and inscribed stepwise voltage of a synthesized sinusoidal signal U; The functional generator (FIG. 1) contains a master oscillator 1 (typically, a quartz oscillator), a frequency divider 2 with an output for triggering a reversible counter 3, a memory block 4, a digital-to-analog converter (DAC) 5, a polarity switch 6, output power transistors 7 power amplifier, transformer 8 of the output power amplifier with a midpoint, low-frequency filter 9, generator of 10 triangular pulses associated with the intermediate output of a divider 2 frequencies, modulator 11 of the duration of the rectangular pulses, the second input of which is connected n yield DAC 5, a power key t2. The low-frequency filter 9 (LPF) consists of drossel 13, a diode 14 and a capacitor 15. The generator operates as follows. The output frequency of a given oscillator 1. is divided by divider 2 frequencies to the frequency of the carrier frequency of the modulator 11, the higher it is, the higher the cutoff frequency of the low-pass filter and the smaller its dimensions and phase delay in the main frequency. From the main output of the frequency separator 2, a ring reversing counter starts, the frequency nominal is determined by the generator output frequency (f a, x) and the number of steps (ha) in a quarter of the period f other higher (with steps of equal duration). The memory unit presets the iiporiinMMH field with a predetermined output waveform for a quarter of a period, and the length of its output word is equal to the length of the input word of the DAC 5. A signal is taken from the output of the DPL 5, which is a shaped, straightened, step-like approximated sinusoidal signal. To obtain a two-pole signal and pre-amplify it, use the polarity switch 6, which triggers the output power amplifier. The signal from the output of DAL 5 is summed with a triangular signal in the modulator It, from the output of which the power switch 12 is started. A series of rectangular pulses with a sinusoidal modulated duration is filtered by the low-pass filter 9 and supplies the power amplifier with a voltage in the form EP (Fig. 2).

Функциональный генератор легко реатттзуете на стандартлых микросхемах.Functional generator easily reattzuete on standard chips.

С целью исключени выходного трансформатора усилитель мощности может быть выполнен по мостовой схеме .In order to eliminate the output transformer, the power amplifier can be performed by a bridge circuit.

Дл исключени вли ни задержки по фазе в ФНЧ 9 на искажение формы усиливаемого сигнала необходимо использовать частоту модул ции в 1020 раз вьше выходной частоты гене-. ратора, а синусоидальньй сигнал синтезировать с паузой (с нулевой ступенькой фиг. 2), либо.предусмотреть подстройку фазы в переключателе 5To eliminate the effect of phase delay in the low-pass filter 9 on the distortion of the amplified signal, it is necessary to use the modulation frequency 1020 times the output frequency of the gene-. rator, and a sinusoidal signal to synthesize with a pause (with a zero step of Fig. 2), or. Provide phase adjustment in the switch 5

пол рности.polarity.

Таким образом, в предлагаемомгенераторе предусмотрено автоматическое слежение формы питающего напр жени за формой синтезируемого сигнала , а использование след щего питани обеспечивает высокий КЦЦ, что позвол ет изготовить функциональный генератор по ГИСтехнологии в микромодульном исполнении.Thus, the proposed generator provides automatic tracking of the form of the supply voltage for the form of the synthesized signal, and the use of tracking power provides a high CCT, which makes it possible to manufacture a functional generator using GIS technology in micromodular design.

Claims

A FUNCTIONAL GENERATOR containing an output power amplifier made in the form of a transformer, the average terminal of the primary winding of which is the power input of the output power amplifier, and two power transistors, the collectors and emitters of which are connected respectively to the free terminals of the primary winding of the transformer and the common power bus, as well as a control unit made in the form of serially connected master transistors of the output power amplifier, characterized in that, in order to increase the power in the input signal of the functional generator while ensuring high efficiency due to operation in the tracking power mode, it contains a triangular pulse generator, a rectangular pulse width modulator and a power switch and a low-pass filter connected in series between the power generator power input and the power input of the output power amplifier, the output and two inputs of a modulator of the duration of rectangular pulses are connected respectively to the control input of the power switch, to the output of the digital-to-analog conversion the caller and to the output of the triangular pulse generator, the input of the start-up of which is connected to the intermediate. accurate output of the frequency divider.