SU1587549A1 - Функциональный генератор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике, вычислительной технике и автоматике и может быть использовано в преобразовательных устройствах с квазисинусоидальным выходным напр жением дл  стабилизированного прецизионного электропривода, при генерации периодических тригонометрических функциональных напр жений, дл  моделирующих и вычислительных установок. Целью изобретени   вл етс  повышение стабильности генерируемого напр жени  и повышение КПД генератора. Функциональный генератор содержит задающий генератор 1, счетчик импульсов 2, блок пам ти 3, дешифратор 4, инверторные  чейки 5 1, 5 2 ... 5 N, нагрузку 6, измерительный выпр митель 7, фильтр низкой частоты 8, буферный усилитель 9, регулирующий транзистор 10, первый 11 и второй 12 аналоговые компараторы, настроенные соответственно на высокий и низкий уровни падени  напр жени  на регулирующем транзисторе 10, элементы И 13 и 14, реверсивный счетчик 15. Достижение поставленной цели обеспечено благодар  введению в устройство фильтра низкой частоты, буферного усилител , регулирующего транзистора, двух компараторов. 3 ил.

Description

.3. .1

Изобретение относитс  к электро- тезснике, вычислительной технике и автоматике и может быть использовано в преобразовательных устрсэйствах с . квазисинусоидальным входным напр жением дл  стабилизированного прецизионного электропривода, дл  генерации периодических тригонометрических функциональных напр жений, дл  моделиру ющих и вычислительных установок.

Цель изобретени  - повьшение стабильности генерируемого напр жени  и повьшение КПД генератора.

На фиг,1 представлена структурна  схема функционального генератора; на фиг,2 - схема инверторной  чейки; на фиг.З - диаграмма, по сн юща  сущность реализованного в генераторе способа стабилизации выходного напр жени  генердтора.

Функциональный генератор (фиг.1) содержит задающий генератор 1, счетчик 2 импульсов, блок 3 пам ти, дешифратор 4, инверторные  чейки 5

1

5,...,51, нагрузку 6, измерительный выпр митель 7, фильтр 8 низкой частоты, буферный усилитель 9, регулирующий транзисторно, первый t1 и второй 12 аналоговые компараторы, настроенные соответственно на высокий и низкий уровни падени  напр жени  на регулирующем транзисторе 10, элементы И 13 и 14, реверсивный счетчик 15, соединенные по приведенной схеме.

Инверторные  чейки 5. могут быть построены по любой схеме, реализующей многозначную систему счислени . В качестве примера на фиг.2 приведен вариант схемы с использованием отводов первичной обмотки трансфор- мат ора 16, подключенных через ключи 17-21 переменного тока к шинам питани . Вторичные о-бмотки 22 инверторных  чеек соединены последовательно между собой и нагрузкой.

Функциональный генератор работает следующим образом.

Задающий генератор 1 вырабатывает импульсы с частотой f 4 S,f «.(j где SK цифрова  емкость функционального генератора, определ ема  точностью формы выходного напр жени , св занной с количеством ступенек в четверти периода сигнала,f, частота выходного сигнала генератора . Сигналы от генератора поступают на вход счетчика 2 импульсов. Парал

Q

лельньй двоичный код с выходов счетчика 2 импульсов поступает на адресные входы блока 3 пам ти. Блок 3 пам ти до установки его в функциональный генератор программируетс  так, чтобы при. смене кодов на группе адресных входов АО, A1,....,AN и в определенном двоичном коде на дополнительной группе адресных входов ВО,В1,..., ВМ на его выходе по вл лс  двоичный код, который при преобразовании его инверторными  чейками 5- в многозначный код, соответствовал в течение периода текущему значению ординаты аппроксимирующего сигнала, на- .пример синусоидальному. При смене параллельного кода на входах ВО-ВМ и прежней вариации кодов на входах 0 AO-AN ни выходе инверторных  чеек 5;

s

5

0

5

0

5

0

5

также будет формироватьс  синусои- . дальный сигнал, но уже с большей/или меньшей амплитудой. Таким образом, в блок 3 пам ти записываютс  коды нескольких синусоид с разными; амплитудами , при этом выбор той или иной амплитуды синусоиды выбираетс  по адресным входам ВО-ВМ, а построение ординат синусоиды, в соответствии с текущим временем производитс  по адресным входам АО-AN.: В четвертом квадранте (фиг.З) показано, как при одних и тех же моментах-времени t, - t g записаны разные коды синусоиды (пунктир и сплошна  лини ), дл  удобства представленные в двоичной системе счислени .

Выходной код с блока 3 пам ти, преобразованный и усиленный дешифратором 4, поступает на информационные входы ключей 17-21 инверторных  чеек 5 . Сигналы с выходных обмоток 22 инверторных  чеек 5j суммируютс  на нагрузке 6, синтезиру , например, си- нусоидальньй сигнал, который после выпр млени  измерительным вьтр ми- телем 7 и фильтрации фильтром 8 поступает в виде посто нного сигнала измен ющегос  уровн  на вход буферного усилител  9 аналогового.стабилизатора , где сравниваетс  с опорным напр жением и напр жением разбаланса и после его усилени  воздействует на регулирующий транзистор 10, приот- пира  его в случае снижени  напр жени  на выходе генератора относительно заданной в.еличины либо прикрьгаа  его в случае повьщ1ени  напр жени  на выходе . Таким образом, на регулирующем

10

1-5

20

транзисторе 10 может вьщел тьс  значительна  мощность, привод ща  к снижению КПД генератора и разогреву транзистора. В цел х повышени  КПД предельное напр жение падени  на тран- зисторе ограничиваетс  уровнем срабатывани  VPP компаратора 12,

При достижении этого уровн  происходит срабать1вание компаратора 12, его выходное напр жение от-пирает элемент И 13, через который начинают проходить импульсы от задающего генератора 1 и поступать на вычитающий вход реверсивного счетчика 15, на вьпсоде которого происходит уменьшение двоичного кода. Это, в свою очередь, приводит к изменению кода записанной синусоида, т.е, выбираетс  из блока пам ти программа, соответствующа  записи синусоиды с мень- щей амплитудой. Так, например, если при начальном коде ВО-ВМ выбрана программа синусоиды в соответствии с пунктирными лини ми (фиг,3,.четвертый 25 квадрант), то после смены кода ВО-ВМ на новое значение выбираетс  программа синусоиды в соответствии со сплош- . ными лини ми. Это приводит к тому, что при неизменном напр жении питани  синусоидальньй сигнал на выходе уменьшаетс , регулирукщий транзистор 10 приоткрываетс , чтобы стабилизировать выходное напр жение и.напр жение на нем уменьшаетс , КПД повьшаетс , а нагрев снижаетс .

Если же вьпсодное напр жение упало по каким-либо причинам (уменьшилось напр жение питани , згвеличи- лась нагрузка и т,д,) и регулирующий транзистор 10 открылс  настолько , что подошел к режиму насьпцени  и дальнейшее .регулирование может быть невозможньм, срабатывает компаратор 11, Опорное напр жение кото- рого Vjn настроено на допустимый минимум падени  напр жени  на регулирующем транзисторе 10, Отпираетс  второй элемент И 14, импульсы от генератора 1 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 15, увеличива  его выходной код, что приводит к выбору в блоке 3 пам ти программы с записью кодов синусоиды повышенной амплитуды, срабатывает новое

35

40

30 50

45

55

сочетание инверторных  чеек 5 и на выходе синтезируетс  синусоида с большей амплитудой, что приводит к подзапиранию транзистора 10 и уда1587549

0

-5

0

5

лению его режима от зоны нечувствительности и стабилизации амплитуды синусоиды на выходе, хот  и используетс  дл  ее синтеза программа,рассчитанна  на, большую амплитуду.

Таким образом, стабилизируетс  выходное напр жение и сохран етс  достаточно высокий КПД функционального генератора.

При использовании в аналоговом стабилизаторе астатической схемы регулировани , т,е, при введении в схему регул тора интегрирующего звена можно добитьс  высокой точности стабилизации выходного напр жени  (в пределе с нулевой ошибкой).

Цифрова  емкость функционального генератора (S) определ етс  формулой S ,где п - количество записанных программ или зон регулировани ; S - цифрова  емкость,обусловленна  заданным коэффициентом гармоник К,

25 .

35

40

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Функциональный генератор, содержащий п последовательно соединенных инверторных  чеек, последовательно 30 включенные задающий генератор,счетчик ш пульсов, блок пам ти и дешифратор , выходы которого подключены к управл ющим входам соответствующих п инверторных  чеек, и реверсивный счетчик, входы вычитани  и сложени  которого соединены с выходами соответственно первого и второго элементов Н, подключенных первыми входами к выходу задающего генератора, свободные выводы первой и п-й инверторных  чеек подключены к нагрузке и к входам измерительного выпр мител , отличающийс  тем, что, с целью повышени  стабильности генерируемого, напр жени  и повышени  КПД, в него введены фильтр низкой частоты, буферный усилитель, регулирующий транзистор и первый и второй компараторы, входы задани  порогов 50 срабатывани  которых подключены к шинам соответственно первого и второго напр жений, первые и вторые информа- циoнz ыe входы соединены соответственно с коллектором и эмиттером регулируемого транзистора, а выходы - с вторыми входами соответственно второго и первого элементов И, выход измерительного вьшр мител  подключен через последовательно соединенные фильтр

   45

   5

   о-н

   Фиг.2.

   л. г %л

   Фе/ffJ

   Редактор С.Патрушева

   Составитель А.Иаслов

   Техред А.Кравчук . Корректор С.Шевкун