SU801263A1 - Управл емый генератор гармоническихКОлЕбАНий - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к радио электронике низких частот и автоматике и может быть использовано а устройстве задани  плавно-перестра иваемой опорной частоты гармонических сигналов, в схемах автоматической подстройкичастоты - частотных модул торах и в других устройствах..

Известен управл емый генератор гармонических колебаний, содержавши последовательно соединенные источник управл ющего напр жени , блок сравнени , интегратор и п еобраэователь , напр жение-частота, выход которого  вл етс  выходе управл емого генератора гармонических колебаний а также преобразователь токнапр женность магнитного пол  и опто-электронный преобразователь световой пЬток-напр жение И.

Однако данный генератор имеет недостаточно высокую стабильность частоты генерируемых колебаний, обусловленную многократными промежуточными преобразовани ми физической природы управл кмцего и выходного сигналов, и, как следствие, невысокую надежность.

Цель изобретени  - повшиение стабильности частоты генерируемых колебаний.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в управл емый генератор гармо .ничеоких колебаний, содержгиций последовательно соединенные источник упргшл нхцего напр жени , блок сравo нени , интегратор и преобразователь напр жение-частота, выход которого  вл етс  выходом управл емого генератора гармонических колебаний, введены три фО1 шровател  пр моугольS ных импульсов, два элемента К, два интез ратора со сброссмл, последовательно соединенные сумматор, ключ и пиковый детектор, выход которого подключен к другс  у входу блока срав0 нени , при этом входы формирователей пр моугольных импульсов объединены и подключены к выходу преобразовател  напр жение-частота, выход первого формировател  пр моугольS ных импульсов подключен к сигнальньм входам первого элемента И и .первого интегратора со сбросом, вход. I сброс которого подключен к выходу первого элемента И, а выход - к пер0 |вому входу сумматора, выход второго

формировател  пр моугольных импульсов подключен к сигнальным входам второго элемента И и второго интегратора со сбросом, вход сброс которого подключен к; выходу второго элемента И, а выход - к второму входу сумматора, выход третьего формировател  пр моугольных ийпульсов подключен к управл ющим входам ключа и элементов И.

На фиг. 1 представлена структурна  электрическа  схема предлагаемого управл емого генератораj на фиг. 2 - эпюры напр жений, по сн ющие его работу.

Управл емый генератор гармонических колебаний содержит источник 1 управл ющего напр жени , преобразователь 2 напр жение-частота, формирователи 3-5 пр моугольных импульсов , интеграторы б и 7 со сбросом , элементы 8 и 9 И, сумматор 10, ключ 11, пиковки детектор 12, блок 13 сравнени  и интегратор 14.

Предлагаемый генератор работает следующим образом.

С выхода источника 1 управл ющег напр жени  на первый вход блока 13 сравнени (фиг. 1) поступает напр жение И (фиг. 2а), задающее период, гармонических колебаний на выходе генератора (частоту на выходе преобразовател  2 напр жение-частота, вход которого через интегратор 14 подключен к выходу блока 13 сравнени ) . Из-эа вли ни  возмущающих факторов (например, изменени  тем .пературы окружающей среды, изменени характеристик элементов преобразовател  2 напр жение-частота и Т.д.} частота гармонических колебаний на выходе генератора может отклон тьс  от заданного значени . Дл  устранени  отклонени  частоты (периода) колебаний от заданного значени  переменное напр жение и;2(фиг. 26) с выход преобразовател  2 напр жение-частота преобразовываетс  в однопол рное напр жение дл  сравнени  его с задающим напр жением. U. Дл  это го напр жение U подаетс  на входы первохо, второго и третьего формирователей 3-5 пр моугольных импуль-v сов (фиг..1). Первый формирователь 3 пр моугольных импульсов вырабатываеш напр жение U (фиг. 2в)в виде пocJ дoвaтeльнocти пр моугольных импульсов, длительность Koiopax определ етс  интервалами положительности напр жени  и. Второй форми- ррватель 4 пр моугольных импульсов вырабатывает напр жение U -(фиг. 2г) в виде последовательное ти пр моугольных импульсов, длитель кость которых определ етс  интервалг1ми отрицательности напр жени  Ц, :Третий формирователь 5 пр моуголь ных импульсов вырабатывает напр жение и5 (фиг. 2д) в виде последовательности пр моугольных импульсов фиксированной длительности, передни фронты которых определ ютс  прохождением напр жени  и/з через нулевое значение.

Напр жение и поступает на сигНсшьные входы первого интегратора 6 со сбросом и первого элемент 8 И, напр жение - на сигнальные входы второго интегратора 7 со сбросом и второго элемента 9 И и напр жение Uj на управл ющие входы первого элемента 8 И, второго элемента 9 И и ключа 11 (фиг. 1).

На выходе первого интегратора 6 со сбросом вырабатываетс  и,(Фиг.2е а на выходе второго интегратора 7 со сбросом - напр жение .2ж), измен ющиес  по линейному закону, причем нарастание напр жений U заканчиваетс , соответственно, по окончании импульсов Uj и U. Параметры интеграторов 6 и 7 со сбросом выбираютс  таким образом, чтобы обеспечить равенство скоростей изменени  напр жений UY

На выходе первого элемента 8 И формируетс  напр жение Ug (фиг.2з) в виде последовательности импульсов фиксированной длительности, по вление которых определ етс  совпадением напр жений и и Uy. Импульсы Kg включают разр дный ключ первого интегратора 6 со сбросом на врем  действи  импульсов Ug. Аналогично происходит формирование напр жени  ид(фиг. 2и) на выходе второго элемента 9 И за исключением того, что по вление импульсов Ug определ етс  совпадением напр жений U5. Импульсы Ug включают разр дный ключ второго интегратора 7 со сбросом на врем  действи  импульсов Ug,

Характерной особенностью управл емого генератора гармонических колебаний  вл етс  то, что дл  получени  однопол рного напр жени , пропорционального периоду гармонических колебаний на выходе генера тора , используетс  преобразование и ,тервалов,равных длительности каждог полупериода напр жени  0, в уровни напр жений, получаемых на выхода интеграторов 6 и. 7,со сбросом в конце каждого полупериода.

Напр жени  и поступают на вх 55 ды сумматора 1р (фиг. 1) с выхода которого суммарное напр жение (фиг. 2к) поступает на сигнальный вход ключа 11. Ключ 11 управл етс  импульсами U.- , пропуска  напр жение на вход пикового детектора 12 (фиг. 1) на интервале действи  этих импульсов, поскольку уровень напр жени  и только на этих интервалах равен уровн м напр жений 5.ие,или конце каждого полупериода , т.е. пропорционален длительности каждого полупериода.

Таким образом, на входе пикового детектора 12 формимуретс  напр жение и (фиг. 2л) в виде последовательности пр моугольных импульсов, длительность которых равна длительности импульсов Uд-, а уровень пропорционален длитель,ности каждого полупериода напр жени  U,.

Пиковый детектор 12 преобразует импульсы и в непрерывное однопол рное напр жение ) (фиг. 2м) уровень которого между двум  соседними импульсами Uj- пропорционален длительности предыдущего полупериода напр жени  Un. Напр жени  U и U сравниваютс  в блоке 13 сравнени , на выходе которого образуетс  напр жение U. (фиг. 2н), равное разности напр жеНИИ и и и,;.. Напр жение и поступает ;на интегратор 14, на выходе которого образуетс  напр жение и (фиг. 2о)у определ ющее период гармонических колебаний на выходе генератора (часiTOTy на выходе преобразовател  2 напр жение-частота).

Если, например, в управл емом геп нераторе гармонических колебаний имеет место установившийс  режим, т.е. период (частота)напр жени  на выходе генератора соответствует задающему напр жению 1) (фиг. 2, установившийс  режим), то длительности соседних полупериодов напр жени  1/2 т.е. длительности импульсов U и U равны между собой, следовательно/ равны и уровни напр жений и и U7 в конце каждого полупериода нaJrlp жвни  и.2,а также уровни соседних импульсов и. Напр жение Щ-j на выходе пикового детектора 12 неизменно и равно задающему напр жению LL, , т.е. напр жение на выходе блока 13 сравнени  равно нулю, а напр жение и.-на выходе интегратора 14 посто н- но и равно некоторому значению, определ емому предыдущими услови ми работы генератора.

Если из-за возмущений происходит отклонение частоты напр жени  неизменном задающем напр жении U (фиг. 2, неустановившийс  режим), то длительности полупериодов напр жени  и и, соответственно длителности импульсов Da И и4измен ютс , т.е. уровни напр жений Ug и Uy в конце каждого полупериода напр жени  U/j отличаютс  от уровн  задающего напр жени  U . В результате этого на выходе пикового детектора 12 напр жение . отличаетс  от напр жени  и напр жение U на выходе блока 13 сравнени  отличаетс  от . нул , что ведет к изменению напр жени  и на выходе интегратора 14 со скоростью, пропорциональной величин

напр жени  и , и, следовательно, к изменению периода (частоты) напр жени  Ол на выходе преобразовател  2 напр жение-частота. Изменение напр жени  и происходит до тех пор, пока частота напр жени  U не вернетс  к значению, определ емому

напр жением и . При достижении заданного значени  частоты напр жение на выходе блока 13 сравнени  становитс  равным нулю, а напр жение U to на выходе интегратора 14 принимает iHOBoe посто нное значение.

Таким образом, предлагаемый управл еьшй генератор гармонических 5 (колебаний позвол ет поддерживать |пёриод (частоту) напр жени  а,, за{даваеьшй задах дим напр жением U , с практически нулевой погрешностью за счет использовани  принципа регу20 пироваии  по отклонению и применени  интегргшьного закона регулировани . .Управл емый генератор гармонических колебаний обладает высокими стабильностью частоты генерируемых колеба25 НИИ, надежностью и быстродействием, обусловливаеквлм тем, что контроль периода гармонических колебаний на выходе генератора осуществл етс  на кёиздом полупериоде.

30

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Управл ек&ш генератор гармони-. ческих колебаний, содержащнй последовательно соединенные источник управл ющего нгшр жени , блок сравнени , интегратор и преобразователь напр жение -частота , выход которого  вл етс  выходом управл емого

   генератора га{ юнических колебаний, |отличаюцийс  тем, что, с целью повышени  стабильности частоты генерируемых колебаний, в него введены три фо шровател  пр моугольf ix ш«шульсов, два элемента И, два

   интегратора со сбросом, последоиате- , льно соединенные сумматор, ключ и пиковый детектор, выход которого подключен к другсму входу блока сравнени , при ЭТСН4 входы, формирователей пр моугольных импульсов объединены и подх оочены к выходу преобразовател  напр жение-частота, выход первого формировател  пр моугольных импульсов подключен к сигнальным

   входам первого элемента И и первого интегратора со сбросом, вход сброс которого подключен к выходу первого элемента И, а выход - к первому входу сумматора, выход второго

   формировател  пр моугольных импульсов подключен к сигнальным входам второго элемента И и второго интегратора со сбросом, вход сброс которого подключен к выходу второго

   элемента И, а выход - к второму вхо