SU985924A1

SU985924A1 - Harmonic oscillation generator

Info

Publication number: SU985924A1
Application number: SU792788299A
Authority: SU
Inventors: Владимир Николаевич Бродовский; Анатолий Семенович Жилин; Евгений Серафимович Иванов; Валерий Яковлевич Туровский
Original assignee: Предприятие П/Я В-8670
Priority date: 1979-07-02
Filing date: 1979-07-02
Publication date: 1982-12-30

Description

(54) ГЕНЕРАТОР rAPfK)HH4ECKHX КОЛЕБАНИЙ(54) GENERATOR RAPFK) HH4ECKHX VIBRATIONS

Изобретение относитс к вычислительной технике и может быть использовано при генерировании низкочастотных гармонических колебаний.The invention relates to computing and can be used to generate low frequency harmonic oscillations.

Известны генераторы гармонических колебаний низкой частоты, содержащие интегрирующие и инвертирующие операционные усилители, соединенные . в замкнутые последовательные цепи С11 , Недостаток данного генератора отсутствие возможности регулировани по частоте.Known generators of harmonic oscillations of low frequency, containing integrating and inverting operational amplifiers connected. in closed serial circuits C11, The disadvantage of this generator is the inability to control in frequency.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности генера тор гармонических колебаний, содержащий первый, второй и третий интегрирующие усилители, блок управлени , амплитудный компаратор, вход которого подключен к выходу первого интегрирук цего усилител , первый блок управл емых ключей, ключи которого включены по в цепь отрицательной обратной св зи соответств1тощего интегрирующего усилител , к второй блок управл емых ключей, первые выходы первого, второго и третьего управл емых ключей которого соединены соответственно с входами первого, второго и третьего интег иоующих усилителей, а вторые выходы первого, второго и третьего управл емых ключей - соответственно с.выходами третьего, первого и второго интегрирующих усилителей С2Э.Closest to the proposed by the technical nature of the harmonic oscillation generator, containing the first, second and third integrating amplifiers, the control unit, the amplitude comparator, the input of which is connected to the output of the first integrated amplifier, the first unit controlled keys, which keys are included in the negative circuit feedback of the corresponding integrating amplifier, to the second block of controllable keys, the first outputs of the first, second and third controllable keys of which are connected respectively to the input The signals of the first, second, and third integrators, and the second outputs of the first, second, and third controlled keys, respectively, are from the third, first, and second S2E integrated amplifiers.

Недостатком известного генератора вл етс Мсшый диапазон регулируемых частот.A disadvantage of the known generator is the mass range of adjustable frequencies.

Цель изобретени .- расширение The purpose of the invention .- expansion

10 диапазона регулируемых частот.10 adjustable frequency range.

Указанна цель достигаетс тем, что в генератор, содержащий первый, второй и третий интегрирующие усилители , блок управлени , амплитудный компаратор, вход которого под15 ключен к выходу первого интегрирующего усилител , первый блок управл емых ключей, ключи которого включены по одному в цепь отрицательной обратной св зи соответствующего ин20 тегрирующего усилител , и второй блок управл емых ключей, первые выходы первого, второго и третьего управл ем ах ключей которого соединены соответственно с входами пер25 вого, второго и третьего интегри- . рукздих усилителей, а вторые выходы первого, второго и третьего управл емых ключей которого соединены соответственно с выходами третьего, This goal is achieved by the fact that the generator containing the first, second and third integrating amplifiers, the control unit, amplitude comparator, the input of which is connected to the output of the first integrating amplifier, the first block of controlled keys, the keys of which are connected one by one to the negative feedback circuit and a second block of controllable keys, the first outputs of the first, second, and third controls of the keys of which are connected respectively to the inputs of the first, second, and third integra-. hands of amplifiers, and the second outputs of the first, second and third controlled keys of which are connected respectively to the outputs of the third,

30 первого и второго интегрирующих30 first and second integrators

силителей, введен третий блок упавл емых ключей, первые выходы перого , второго и третьего управл еых ключей которого соединены соотетственно с входами первого, втоого и третьего интегрирующих усили- 5 елей, а вторые выходы первого, второго и третьего управл емых ключей которого соединены соответственно с выходами второго, третьего и первого интегрирующих усилителей, при 10 этом выход амплитудного компаратора соединен с управл ющими входами ключей первого блока управл емых ключей , выходы второго и третьего интегрирующих усилителей подключены 1 5 к дополнительным входам амплитудного компаратора, а блок управлени выполнен в виде широтно-импульсного модул тора, первый выход которого подключен к управл ющим входам клю- 20 чей второго блока ключей,.а второй выход -к-управл ющим входам ключей третьего блока управл емых ключей.the third block of keys to be entered, the first outputs of the first, second and third control keys of which are connected respectively to the inputs of the first, second and third integrating amplifiers, and the second outputs of the first, second and third keys of which are connected respectively to the outputs of the second, third and first integrating amplifiers, at 10 this the output of the amplitude comparator is connected to the control inputs of the keys of the first block of controlled keys, the outputs of the second and third integrating amplifiers 1 5 are connected to the additional inputs of the amplitude comparator, and the control unit is made in the form of a pulse-width modulator, the first output of which is connected to the control inputs of the second key block 20, and the second output of the third block keys managed keys.

На чертеже представлена структурна электрическа схема тенератора . 25 гармонических колебаний.The drawing shows a structural electrical circuit of the generator. 25 harmonic oscillations.

Генератор содержит первый 1, второй 2 и третий 3 интегрирующие усилители , амплитудный компаратор 4, блок 5 управлени , первый 6, второй .,„ 7 и третий 8 блоки управл емых ключей , элементы цепей 9 положительной обратной св зи интегрирующих усилителей и элементыцепей 10 отрицательной обратной св зи интегрирующих усилителей.The generator contains the first 1, second 2 and third 3 integrating amplifiers, amplitude comparator 4, control block 5, first 6, second., 7 and third 8 blocks of controllable keys, circuit elements 9 of positive feedback of integrating amplifiers and negative circuit elements 10 feedback integrators.

Интегрирующие усилители 1-3 с помощью управл емых ключей блока 7 I включены в последовательную замкнутую цепь (цепь пр мого генерировани колебаний), в которой усилители еле- 40 дуют в пор дке 1-2-3, а с помощью управл емых ключей блока 8 в последовательную замкнутую цепь (цепь обратного генерировани колебаний), в которой усилители следуют в пор д- 45 ке 1-3-2. Управл ющие входы ключей блоков 7 и 8 соединены с выходами 11 и 12 соответственно блока 5 управлени . Выходы усилителей 1-3 подключены к входам амплитудного компа - 50 ратора 4, выход которого соединен с управл ющими входами ключей блока 8. С помощью ключей блока 8 образуютс цепи отрицательной обратной св зи, охватывающие каждый из интегриЕ(ую- 55 .щих усилителей 1 - 3 . .Integrating amplifiers 1-3 with the help of controlled keys of the 7 I unit are connected to a series closed circuit (direct oscillation generation circuit), in which the amplifiers wipe around 1-2-3, and with the help of controlled keys of the block 8 into a series closed circuit (a reverse oscillation generation circuit), in which amplifiers follow in a p of 45–3–1–3–2. The control inputs of the keys of the blocks 7 and 8 are connected to the outputs 11 and 12, respectively, of the control block 5. The outputs of amplifiers 1-3 are connected to the inputs of amplitude computer 50 of rator 4, the output of which is connected to the control inputs of the keys of block 8. Using the keys of block 8, negative feedback circuits are formed, covering each of the integraE (55) amplifiers 1 - 3.

Кажда из цепей положительной обратной св зи содержит два резистора , общий вывод которых соединен с входом одного из усилителей, а .ос- Q тапьные два вывода соединены с выводами других двух усилителей.Each of the positive feedback circuits contains two resistors, the common output of which is connected to the input of one of the amplifiers, and the Q-Q terminal two outputs are connected to the outputs of the other two amplifiers.

Кажда из цепей отрицательной обратной св зи содержит два последовательно включенных резистора, об .. 65Each of the negative feedback circuits contains two series-connected resistors, about .. 65

, щие точки соединени которых объедиwhich are the join points which combine

нены с общими точками соединени резисторов других цепей отрицательных обратных св зей.There are no common connection points for the resistors of other negative feedback circuits.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

По сигналу f задани частоты блок 5 управлени , выполненный в виде двухканального широтно-импульсного модул тора (мим) формирует сигналы на выходах 11 и 12. При одной пол рности сигнала -f сигнал ШИМ по л етс на выходе 11 (на выходе 12 в это врем сигнал отсутствует), а при другой пол рности - на выходе 12 (на выходе 11 в это врем сигнал отсутствует). Скважность сигналов определ етс величиной сигнала f. Период сигналов ЦИМ выбираетс значительно меньшим периода наибольшей из рабочих частот генератора.According to the frequency setting signal f, the control unit 5, made in the form of a two-channel pulse-width modulator (mim), generates signals at outputs 11 and 12. At one polarity of the -f signal, a PWM signal is transmitted at output 11 (at output 12 to The time signal is absent), and with the other polarity - at the output 12 (at the output 11 at this time there is no signal). The duty cycle of the signals is determined by the magnitude of the signal f. The period of the CIM signals is chosen to be significantly shorter than the period of the highest frequency of the generator.

В соответствии с сигналом ШИМ, например, на выходе 11 и с помощью управл емых ключей блока 7 интегрирующие усилители 1-3 периодически включаютс в цепь пр мого генерировани колебаний. Каждый раз при этом цепь пр мого генерировани кот лебаний образуетс одними и теми же ключами и резисторами, благодар чему поддерживаетс неизменной частота и амплитуда выходных колебанийIn accordance with the PWM signal, for example, at the output 11 and with the help of controllable keys of the unit 7, the integrating amplifiers 1-3 are periodically connected to a direct oscillation generation circuit. Each time a direct oscillation circuit is generated by the same keys and resistors, the frequency and amplitude of the output oscillations are kept constant.

Аналогично при наличии сигнала ШМ на выходе 12 и с помощью управл емых ключей блока 8 интегрирующие усилители 1-3 периодически включаютс в цепь обратного генерировани колебаний.Similarly, in the presence of a BL signal at the output 12 and with the help of controlled keys of the block 8, the integrating amplifiers 1-3 are periodically connected to the reverse oscillation generation circuit.

Особенностью генератора вл етс раздельное управление блоками 7 и 8 управл емых ключей, образующих цепи пр мого и обратного генерировани колебаний. При этом поддерживаетс высокое качество формы и расшир етс диапазон регулируемых синусоидальных колебаний.A special feature of the generator is the separate control of blocks 7 and 8 of controllable keys, which form a chain of direct and reverse oscillation generation. At the same time, the high quality of the form is maintained and the range of adjustable sinusoidal oscillations is expanded.

Стабилизаци амплитуды колебаний на заданном уровне осуществл етс в генераторе с помощью амплитудного компаратора 4. Здесь производитс определение амплитуды колебаний по сигналам, поступающим с выходов интегрирующих усилителей 1-3 и сравнение ее с сигналом задани А. По результатам сравнени формируе:тс сигнал управлени , поступающий на управл ющие входы ключей блока б, с помощью которых образуютс цепи отрицательных обратных св зей, охватывающие усилители 1-3.The oscillation amplitude is stabilized at a given level in the generator using the amplitude comparator 4. Here, the amplitude of oscillations is determined from the signals from the outputs of the integrating amplifiers 1-3 and compared with the reference signal A. According to the results of the formation: to the control inputs of the keys of the block b, with the help of which negative feedback circuits are formed, covering the amplifiers 1-3.

В р де режимов работы генератора например после длительных сто нок, а также в переходных режимах из-за утечек конденсаторов в интеграторах нарушатьс синусоидальность генерируемых колебаний, что устран ют введением в генератор элементов цепей 9 положительной обратной св зи интегрирующих усилителей 1-3In a number of operating modes of the generator, for example, after long stands, as well as in transient modes, the sinusoidal nature of the generated oscillations is disturbed due to leakage of capacitors in the integrators, which is eliminated by introducing positive feedback of integrating amplifiers 1-3

благодар чему оббспечиваетс дополнительна подкачка амплитуды колебаний .whereby additional pumping of the amplitude of oscillations is ensured.

Выходные сигналы генератора могут содержать посто нную составл ш;ую, определ емую расбросом параметров схемы и неидентичностью элементов. Устранение указанного недостатка св зано с введением в генератор блока 8, в котором осуществл етс суммирование выходных сигналов интегрирующих усилителей, а результаты суммировани использую при воздействии на входы этих же интегрирующих усилителей. Тем самым образуютс цепи отрицательной обратной св зи , компенсирующие посто нную составл ющую в выходных сигналах усилИ телей.The output signals of the generator may contain a constant component, determined by the scattering of the circuit parameters and the nonidentity of the elements. The elimination of this drawback is associated with the introduction into the generator of block 8, in which the output signals of the integrating amplifiers are summed up, and the summation results are used when acting on the inputs of the same integrating amplifiers. Thus, negative feedback circuits are formed that compensate for the constant component in the output signals of the amplifiers.

В предлагаемом генераторе гармонических колебаний обеспечиваетс высокое качество формы выходных сигналов и широкий диапазон регулируемых частот, достигающий 1-10 при максимальной частоте колебаний 50-100 Гц, что значительно выше аналогичных показателей известных генераторов .In the proposed harmonic oscillator, a high quality of the output waveforms and a wide range of adjustable frequencies are achieved, reaching 1-10 with a maximum oscillation frequency of 50-100 Hz, which is significantly higher than similar indicators of known generators.

Claims

1. A harmonic oscillator containing the first, second and third integrating amplifiers, a control unit, an amplitude comparator whose input is connected to the output of the first integrating amplifier, the first block of controllable keys, the keys of which are connected to the negative feedback circuit of the corresponding integrator the amplifier, and the second control key block, the first outputs of the first, second and third control keys of which are connected respectively to the inputs of the first, second and third integrating devices divisors and second outputs of the first, second and third 5 actuated keys which are respectively connected to outputs of the third, first and second integrating amplifiers, characterized in that, in order

0 expanding the range of adjustable frequencies, a third block of controllable keys is entered into it, the first outputs of the first, second and third control keys of which are connected

5 respectively with the inputs of the first, second and third integrating. amplifiers, and the second outputs of the first, second and third controlled keys of which are connected respectively to the outputs of the second, third and first integrators of amplifiers, while the output of the amplitude comparator is connected to the control inputs of the keys of the first block

5 controllable keys, the outputs of the second and third integrating amplifiers are connected to additional inputs of the amplitude comparator, and the control unit is made in the form of a pulse-width modulator, the first output of which is connected to the control, the inputs of the keys of the second controllable key block, and the second output to control inputs of keys of the third

5 blocks of controllable keys.

Sources of information taken into account in the examination

1. USSR author's certificate 364064, cl. H 03 B 27/00, 08/03/70.

0

2. Tet; Elbaum I.M., Schneider Yu.R. 400 schemes for AVM, M., Energie, 1978, p. 100-102 (prototype).

. N