SU976484A1 - Генератор гармонического сигнала - Google Patents

Description

(54) ГЕНЕРАТОР ГАРМОНИЧЕСКОГО СИГНАЛА

1

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в. качестве генератора в сейсмических виб раторах, в системах автоматического уп.равлени , нiaпpимep испытательных стез1дах ,

Известен генератор синусоидального сигнала, который содержит управл ющий генератор, генератор синхроимпульсов скорости развертки, генератор синхроимпульсов наклона. Управл ющий генератор включает в себ  кварцевый генератор, счетчики, которые дел т частоту кварцевого генератора и формируют на выходе импульсы -с частотой 1 Гц, триггер, управл ющий работой генератора, В состав управл ющего генератора входит nepvвый счетчик, который по достижению кода в нем, равного коду набранной длительности свип-сигнала, устанавливает триггер в нулевое состо ние.

Генератор синхроимпульсов скорости развертки частоты содержит регистр диапазона , регистр длительности свип-сигнала , входы которого соед1шены с входами сумматоров, а также счетные регистры . Он предназначен дл  .формировани  синхроимпульсов, частота которых пропорциональна скорости нарастани  или. убьтани  развертки частоты свип-сигнала . Генератор О1шхроимпульсов скорости развертки частоты обеспечивает цифровоеделение кода, равного диапазону, на код длительности свип-сигнала Г1},

10

Недостатками генератора синусоидального сигнала  вл етс  неудобство его эксплуатации, Заключающеес  в необходимости дополнительного вычислени  скорости развёртки. Кроме того, при изменении направлени  развертки (у6ывав ща  или возрастающа ) необходимо пе{)еключение тумблера вверх/вниз.

Наиболее близким йо технической сущ2Q нести к изобретению  вл етс  генератор гармонического сигнала, который соде жит тактбзаый генератор импульсов, выход которого подключен через преобразователь частоты к преобразователю пульсной последовательности в гармон&ческую функцию,, а такзке - к управл емо му делителю частоты. Управл ющие входы управл емого делител  частоты соединены с выходами регистра длительност развертки. Выходы разр дов рев юивного счетчи ка поразр дно соединены с управл ющими входами преобразовател  частоты. Перва  дополнительна  группа управл ющих входов преобразовател  частоты соединена с выходами регистра конечной частоты. Втора  дополнительна  группа управл ющих входов преобразовател  частоты соединена с выходами регистра начальной частоты и со входами разр до реверсивного счетчика. Дополнительные входы преобразовател  частоты соединены с входами устройства вычитани  частот . Выход знака устройства вычитани  частот подключен к входу управлени  реверсом реверсивного счетчика, а выход разности через дополнительный управл емый делитель частоты с счетным входом, реверсивного счетчика. Управл ю

щие входы дополнительного управл емого делител  частоты соединены с управл н щими входами управл емого делител  частоты. Выход управл емого делител  частоты подключен к сбросовым входам всех пересчетных схем устройства (2j .

Недостатками данного устройства  вл ютс  ограниченные функциональные возможности, которые заключаютс  в следующем.

При использовании генераторов в составе системы управлени  источниками сейсмических сигналов, как правило, возникает необходимость установки начальной фазы вибрации с тем, чтобы уменьщить врем  переходного процесса системы фазовой коррекции.

В известном генераторе отсутствует возможность задани  и установки начальной фазы выходного синусоидального стгнала .

Кроме того, в генераторе также о- сутствует возможность формировани  гар монического сигнала с любым кусочнолинейным законом изменени  частоты.

Цель изобретени  - расщирение функциональных возможностей.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в генератор гармонического сигнала, содержащий тактовый генератор импульсов , преобразователь частоты, соединенный последовательно с преобразователем импульсной последовательности в гармони ее кую функцию, первый упра&И , выход тактового генератора подключен к тактоврму входу программируемого вычислительного блока и к первому входу элемента И, выход которого соединен с входами первого управл емого делител  частоты и преобразовател  частоты, к выходу программируемого вычислительного блока подключены информационные выходы блока регистров, входы разр - дов ч-этвертохю, п того и третьего регистров , и установочные входы преобразовател  импульсов последовательности в гармоническую функцию, выходы разр дов третьего регистра соединены с входами разр дов второго регистра, выходы разр дов которого соединены с упра&л ющими входами преобразовател  частоты .

На фиг. 1 изображена блок-схема генератора; на фиг. 2 - график зависикюоти изменени  циклической частоты колебаний от времени F { (i ).

При линейной зависимости изменени  циклической .частоты гармонических колебаний от времени справедливо следующее равенство

, fivH- lToFrt-t- TCVt.

Claims (2)

1. где - изменение фазы генерируемого гармонического сигнала (дискретность преобразовани  импульсной последовательности в гармоническую функцию); 44 л емый делитель частоты, управл югшш входы которого соединены с выходами блок регистров, втопервого регистра рой управл емый делитель частоты, ввеаены блок управлени , второй, третий, четвертый и п тый регистры, nporpaiviмнруемый вычислительный блок и элемент И, выход преобразовател  частоты соединен с управл ющим входом второго регистра и первым входом блока управлени , второй вход которого соединен с выходом первого управл емого делител  частоты, с входом второго уп равг емого делител  частоты и с управл ющим входом первого регистра, входы разр дов которого подключены к выходам разр дов п того регистра, третий вход блоча управлени  подключен к выходу второго управл емого делител  частоты, управл ющие входы которого соединены с выходами разр дов четвертого регист ра, первый выход блока управлени  соединен с управл ющим входом программируемого вычислительного блока, а второй выход со вторым входом элемента F - начальна  циклическа  частота гармонических колебаний в момент времени -Ь 0; 4;. - врем , через которое фаза генерируемого гармонического сигнала изменитс  на дЧ J Y - скорость изменени  циклической частоты дл  данного линейного участка зависимости . F-F(n Отсюда врем , через которое фаза ге нерируемого гармонического сигнала изменитс  на А т, вычисл етс  по формуле -: Значение циклической частоты, которое будет достигнуто через врем  , вы числ етс  по формуле --FH -vi4a) и примен етс  за начальное ц - f дл  вычислени  следующего значени  -fe . При переходе от одного линейного участка за висимости F РШ к другому за-начальную циклическую частоту принимаетс  значение начальной циклической частоты дл  данного участка, а значение скорости изменени  циклической частоты равно значению скорости дл  данйого линейног участка. Генератор гармонического сигнала содержит тактовый генератор 1 импульс преобразователь 2 частоты, соединенный последовательно с преобразователем 3 импульсной последовательности в гармоническую функцию, первый управл емый делитель 4 частоты, управл ющие вхоДы которого соединены с выходами регистра 5, блок 6 регистров, второй управл емы делитель 7 частоты, бло1 8 управлени , регистры 9- 12, программируемый вычислительный блок 13, элемент И 14, блок 8 управлени  имеет входы 15-17, выходы 18 и 19, программируемый вычислительный блок 13 имеет управл ющий вход 2О, тактовый вход 21, вьь« ход 22. Генератор работает следующим образом . Перед началом работы в соответствую щие регистры блока 6 регистров ввод тс  числовые значени  Po.Pl Pd ...F НГЛмр ж Т4 ,Та. f,... Т . Т, М . где - значение конечной циклической частоты дл  1 -го линейного участка зависимости F-F(-{;)i Т.; -   ительность 1 -го линейного участка зависимости 9 46 -F(i:)iFo- начальна  фаза генерируемого сигнала; N - число линейных участков зависимости F - P(tX Затем эти данные передаютс  и записываютс  во внутреннее ОЗУ программируемого вычислительного блока 13, в котором затем вычисл ютс  и также записываютс  скорости изменени  циклической частоты дл  всех Н линейных участков зависимости F F (t. ) по M.. формуле NI. I 1 - конечное значение частоты дл  1 -го j iacTKa зависимости (.t) ; - начальное значение частоты-, дл  1 го участка зависимое- . J -длительность 1 -го участка зависимости F Т (-t) ; -скорость изменени  циклической частоты дл  i -го линейного участка зависимости. Значение Т записываетс  в регистр 12, выполн ющий роль буфера, Текущему значению частоты f: ваиваетс  значение начальной частоты f о , а переменной V присваиваетс  значение скорости изменени  цикл1гческой частоты на первом линейном участке V Затем предварительно вычисл етс  врем  Д-t , через которое фаза генерируемого сигнала изменитс  на А Ч , где д, IP - длительность преобразовани  им- пульсной последовательности в гармонический сигнал. Вы4исление происходит по формуле i-- 4 V()-. (; Vv / lev После Вычислени  значение присваиваетс  переменной U, Т и передаетс  н записываетс  в регистр 10, выполн ющий роль буфера, передаютс  так 4е и записываютс  значени  VH и N S+1 соотве7.ственно в преобразователь 3 импульсной последовательности в гармоническую функцию и в регистр 11. На вторвй вход элемента И 14 с выхода 19 блогса 8 управлени  подаетс  запрещающий нуле вой потенциал. По сигналу Пуск, который южет быть подан как оператором вибросейсмической установки, так и от внешнего устройства сейсмостанции (не показано), блок 8 управлени  вьфабатывает сигнал запуска, поступающий на управл ющий вход 20 программируемого вычислительного блока 13, при этом со второго выхода .19 блока 8 управлени  поступает разрешающий потенциал на второй вход элемента И 14, а с выхода преобразова тел  2 частоты вьфабатываетс  импульс который переписьгоает значение предва- рительно вычисленного и записанного в регистре 10Т в регистр 9. Кроме того , импульс с выхода преобразовател  2 частоты поступает на вход преобразовател  3 импульсной последовательности в гармоническую функцию, на выходам которого формируетс  напр жение, соответствующее начальному значению гармонической функпии. Иьшульс с выхода преобразовател  2 частоты также поступает на блок 8 I управлени , который вырабатывает сигна управлени  программируемому вычислительному блоку 13, по которому оно переходит к дальнейшей реализации программы, записанной во внутреннем ПЗУ. По команде Пуск также будет выработан импульс первым управл емым делителем 4 частоты, который поступит одновременно на управл юнций вход первого регистра 5, на вход BTOpofo управл емого делител  7 и на второй вход 16 блока 8 управлени , в результате чего содержимое регистра 12 перепишетс  в регистр 5, а блок 8 управлени  вьфабатывает управл ющий сигнал программируемому вычислительному блоку 13, по которому оно продолжит вычислени . На. втором шаге значение Т передает с  и записываетс  в регистр 12, После этого вычисл етс  нова  текуща  частота по формуле - FT V лТ Сг и переписьшаетс  Затем вычисл етс  новое значение йЬпо формуле (1) и пе1зесваиваетс  переменной и Т, значение которой передаетс  и записываетс  в регистр Ю. Вычислени  продолжаютс  до тех пор пока на первый вход 15 устройства 8 управлени  не поступит сигнал с выхода преобразовател  2 частоты, по этому сигналу вычислени  возобновл ютс  по описанному алгоритму. Работа в даннйм режиме пре1фащаетс  как только на второй вход 16 блоки 8 управлени  поступает сигнал с выхода управл емого делител  4 частоты. Этот сигнал . вл етс  сигналом прерывани , который вьфабатьюаетс  блоком 8 управлени  программируемому вычислительн блоку 13. По этому же сигналу проио-. ходит перепись значени  Та записанного в регистре 12, в регистр 5. В программируемом вычислительном блоке 13 после сигнала прерьтани  происходит переприсвоение, переменной р присваиваетс  значение P.f , а переменной V значение V, Записанное во внутреннем ОЗУ программированного вычислительного блока 13 значение длитель ности следующего линейного участка Т передаетс  и записьшаетс  в регистр 12. После этого вычисл етс  новое значение u.-fcno формуле (1) и переприсваиваетс  переменной , которое передаетс  и записываетс  в регистр 1О. Работа генератора продолжаетс  до тех пор, пока не будут обработаны все линейные участки зависимости .1 F). Это произойдет тогда, когда на выходе управл емогоделител  частоты 7 по витс  импульс, который поступит на третий вход 17 устройства 8 управлени , которое вырабатывает сигнал Стоп программируемому вычислительному блоку 13 и подает низкий запрещающий потенциал на второй вход Цемента И 14/ По сравненшо с известным устройством , данное устройство обладает более широкими функциональными возможност ми . Это следует, во-первых, .из того, что в Данном устройстве имеетс  возмоз ность устан6 вки начальной фазы выходного гармонического сигнала. Во-вторых, данное устройство обладает возможностью реализации любой кусочно-линейной аависимости циклической частоты выходного сигнала от времени. Установка начальной фазы и формирование гармонического сигнала с кусочно-линейным законом изменени  частоты необходимо в сейсморазведка и в испытательной технике. сравнении с базовым объектом (reiHejokrop синхронизирующего источника сейсмических сигналов вибрационного ТУ 39-01-652-81) предложенное уст ройство обеспечивает щирркие возмозкности варьировани  характеристиками возбуждаемых в земле упругих волн, при оптимизации их по критерию согласовани  источника с геологической средой и позвол ет достигнуть существенного ослаблени  коррел ционных шумов в внбрацнодном методе сейсморазведки Формула изобретени  Генератор гармонического сигнала, содернсаищй тактовый генератор импульсов , преобразователь частоты, соединенный последовательно с преобразователем импульсной последовательности в гармоническую функцию, первый управл емый делитель частоты, управл ющие входы которого соединены с выходами первого регистра, блок регистров, второй . управл емый делитель частоты, отличающийс  , что, с целью расши звни  функциональных воэмож ностей, в него введен блок.управлени , второй, третий, четвертый и п тый регистры , программируемый ;вь1числительный ёлок и элемент И, выход преобразовател  частоты соединен с управл ющим входом второго регистра и первым входо блока управлени , второй вход которого соединен с выходом первого управл емот делител  частоты, с входом второго управл емого делител  частоты и с управп юш ы входом первого регистра, входы которого подключены к выходам разр дов п того.регистра, третий вход блока управлени  подключен к выходу второго управл емого делител  частоты, управл ющие входы которого соепинены с выходами разр дов четвертого регистра , первый выход блока управлени  сое 9 410 динен с управл ющим входом программируемого вычислительного блока, а второй выход со вторым входом элемента И, выход тактового генератора подключен к тактовому входу программируемого вычислительного блока и к первому входу элемента И, выход которого соединен с входами первого управл емого делител  частоты и преобразовател  час-г тоты, к выходу программируемого вычислительного блока подключены инфо1 мационные выходы блока регистров, вхСм ды разр дов четвертого, п того и третье го регистров н установочные входы преобразовател  импульсной последовательности в гармоническую функцию, выходы разр дов третьего регистра соедине11ы с входами разр дов второго регистра, вььходы разр дов которого соединены с управл ющими входами преобразовател  частоты. Источники информации, прин тые в6 внимание при экспертизе 1 Патент Великобритании NO 1408905, кл. Н 03 К J.3/02. 1975.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 873404, кл. Н ОЗ К 13/О2, 1976.

   Д

   /

   /7

   15,

   и

   f,

   19

   W

   s

   П