Преобразователь аналоговой величины в частотно- модулированный сигнал
ка!я "кс ли0òåêà 1 А
268760
О П
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №
Кл. 42!Ттз>, 3/00
Заявлено 20.IV.1966 (№ 1070851/18-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 10.IV.1970. Бюллетснь Ле 14
Дата опубликования описания 4.IX.1970
МП1х О Щ ! Д11 681.625(088.8) Комитет по делам изобретений и открыти!т при Совете Министров
СССР
Автор изобретения
Э. Э. Арнольд
Заявитель
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АНАЛОГОВОЙ BEJIH×ИНЪ|
В ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫЙ СИ ГНАЛ
Известен преобразователь аналоговой величины в частотно-модулированный сигнал, выполненный в виде генератора синусоидального напряжения с двойным Г-образным звеном в цепи положительной обратной связи, содержащий инерционную нелинейную отрицательную обратную связь. линейный смеситсль н параметрический преобразователь напряжения в цепи второй обратной связи.
Известное устройство не обеспечивает высо- 10 кой линейности преобразования и приводит к появлению сопутствующей амплитудной модуляции.
В предложенном устройстве с целью получения линейной и гиперболической модуля- 15 ционной характеристики при подавленной амплитудной модуляции, в цепь второй обратной связи включены параллельные двойные Г-00разные четырехполюсники с взаимнопротпвоположными характеристиками, питаемые про- 20 тивофазным напряжением параметрического преобразователя с относительными весами 1 н /з. Для исключения линейного смесителя положительная обратная связь в описываемом преобразователе выполнена в виде T-образных 25 мостов, подключенных к выходу усилителя генератора н питаемых противофазным напряжением параметрического преобразователя с относительными весами 1 и /3, причем одна пз средних точек этих мостов генератора. 30
Блок-схема предложенного устройства представлена !1;1 фпг. 1 н 2.
Усилитель 1 генератора охвачен положительной ооратной связью через частот.lo-зависимое двойнос Г-образное звено 2 и линейный смсснтель 1. В схеме возникают незатухающие ! 3 11 м Он н е с к и с 1 .o. i c 0 31! н 51, та к 1, 3 к с l l л н те:1 ь генератора имеет частотно-независимую отриII 3.т! л bHÑ!О ООРаlтнУIО св51зь с IIHPiÇ!1HOHH0й HP..линейностью 4. Гслн мостовая схема находится в состоянии баланса, то генерируется Н3 13;1 ЬНаl Я 13 TOT3 /о. 5 С:IOBII H 03.1 3 3 03 3 3! Гl 1 НТМД для этой сxe»II выражаются в том, что вектор напряжения, прошедшего через мостовую схему 5 (параметрп1сскнй преобразователь напряжения) и любое фазовра!цающсс звено 6 второй цепи обратной связи, должен быть перпендикулярен на любой частоте к вектору напряжстшя, прошедшего через основное фазосдвигающсе звено, т. е. должна быть прсдуСМОТРСH3 1 Для гиперболического преобразования необходимо иметь следующий комплексный 268760 коэффициент передачи частотно-зависимой части цепи второй обратной связи ь =- /*(р+ 1)— р — приведенная частота p = ()ЯС (рад); и — угловой коэффициент в координатах —; К К вЂ” коэффициент передачи моста с учетом его усиления; 1 — коэффициент передачи основной а+ /Ь где фазосдвигающей цепи. Однако реализовать частотно-независимый поворот на 90 (— 90 ) при постоянстве модуля его коэффициента передачи в линейной системе сосредоточенных параметров не представляется возможным. Если представить элемент J в виде полусуммы коэффициентов передач дифференцирующего и интегрирующего звеньев, питаемых противофазным напряжением, и на интегрирующее звено подать напряжение в противофазе (— 1), то i: — (Jp+ (— 1) ()t: / — (p+ На начальной частоте (р„= 1) модуль коэффициента передачи этого звена будет «1», а с увеличением или уменьшением частоты его модуль будет незначительно увеличиваться, давая некоторую методическую ошибку аппроксимации. Фаза входного напряжения этого звена по отношению к входному напряжению на всех частотах будет повернута на 90 . Тогда 2 /р +(1 1 — //р R>=R2 и C1 — — C2 при а+ /ь = 3+ j 3 1 3 1 — — —,/— P P 1 — р2+j 3p Реализацией первого слагаемого является цепь 7, а второго — цепь 8, причем сомножитель (— 1) указывает на необходимость питания его противофазным напряжением, а коэф/11 фициент — ) — на его относительную величи 3) ну. Аналогично для линейно-частотного преобразования элемент (— j) может быть представлен как полусумма коэффициентов передач интегрирующего и дифференцирующего звеньев, причем дифференцирующее звено питается противофазным напряжением: — i = — (— ) + (— () (ч) ) и Х =-,, +(— 1) (— —,2+i P ) ) 1 — —,— /— р р Реализация его аналогична предыдущей, только взаимно меняются местами точки подключения питающих напряжений, Точное уравнение линейного преобразователя Г 9К+2 где К =- К„/К,-; ʄ— коэффициент передачи моста, К вЂ” коэффициент усиления усилителя 9. Зто уравнение может быть представлено до статочно точно как f = f() (1+ЗК + 5,9К2). Be20 личина К (1 и поэтому член с его кубом не вносит значительных погрешностей. Для гиперболического преооразования имеет: Т = Т() (1+ЗК + 5,9К«). Относительная нелинейность модуляционной характеристики цри отклонении на + 30(!0 по периоду или частоте нс превышает )- 0,38/о и обусловлена только аппроксимацией элемента (j), т. е. незначительным ростом амплитуды при изменении частоты относительно начальной. При этом векторы напряжений основной и дополнительной фазосдвигающей цепи всегда находятся в квадритуре, что не приводит к 35 амплитудной модуляции, и условие баланса амплигуды превращается в условие перпендику:IBpHocTH векторов напряжений. Перпендикулярность векторов указанных напряжений достигается путем подоора элементов звеньев. 4о Б простейшем случае они могут быть равными, т. е. 1) 1 / 2 / 1 / 2 45 И С,— С,— С вЂ” С вЂ” С, С,, L -ОС Прн линейно-частотном преобразовании основная часть напряжения разбаланса моста проходит по цепи R," — С, параллель, L — R" параллель и попадает на вход линейного смесигеля, повернутой относительно вектора напряжения основной фазосдвигающей цепи на — 90 на всех частотах. Цепь С, — R, параллель и С 2 — R 2 параллель служит в этом случае корректирующей. Корректирующая цепь питается противофа60 зовым напряжением с весовым значением относительно напряжения, питающего основной фазовращатель в,/:. Вектор входного напря>ксния в этой цепи получает дополнительный фазовый сдвиг. Вектор выходного напряжения 65 э)ой цепи во всем диапазоне частот перпенди268760 кулярен вектору напряжения основной фазосдвига ющей цепи и отстает от него на — 90=. При увеличении частоты модуль вектора напряжения, вносимого корректирующим звеном, увеличивается, а при уменьшении — уменьшается и тем самым делает модуляционную характеристику линейной. При гиперболическом преобразовании основная часть напряжения разбаланса моста проходит по цепи 7 и по..адает на вход линейного смесителя, повернутым относительно вектора напряжения основной фазосдвигающей цепи на + 90 на всех час7отах. Цепь 8 служит в этом случае корректирующей. Корректирующая цепь, как и в предыдущем случае, питается противофазовым напряжением разбаланса с весовым значением в /g относительно величины напряжения, питающего цепь 7. Вектор входного напряжения получает в этой цепи дополнительный фазовый сдвиг. Вектор выходного напряжения этой цеп,l ос7: ется на всех частотах перпендикулярггь м,гапря>кению основной фазосдвигающсй цепи, шгсре>кая его на 90 . При увеличении частоты модуль вектора корректирующего напряжение цепи 8 уменьшается, а при уменьшении — увеличивается, превращая модуляционную характеристику в гиперболическую. На фиг. 1,б представлен возможный вариант фазовращателей второй цепи обратной связи. Начальная частота пре1 ооразователя jff —— 2-. RC Применение линейного смесителя 3 не является принципиальным. Линейное смешивание мо>кно производить в линейных элементаx фазосдвига foIIIHx IreneÉ. На фиг. 2 представлена блок-схема устройства, в котором смешивание производится в линейных, частотно-зависимых элементах двух 1-образных мостов. Работа этой схемы полностью аналогична предыдущей. Соотношение сопротивлений в этой схеме должно быть Rig=ß; Л„=/ — ; „=Л р; 5 где р — есть любое число, лежащее в пределах 0<> <1. Начальная частота генерируемых колебаний 10 2 —..RC (= Предмет изобретения 1. Пре0оразователь аналоговой вели шны в частотно- модулированный сигнал, выполненный в виде генератора синусоида7bH010 напряжения с двойным Г-образньгм звеном в цепи положительной обратной связи, содержащий инерционную нелинейную отрицательную обратнуго связь, ли Ieffff ff1I смсситель и параметричсскнй преобразователь напряжения в цепи второй ооратной связи, оТ ãè fïþùèf1ñA тем, что, с целью получения линейной и гиперболической моду iflrflfollllolf характсристнки при подавленной амплитудной модуляции, fi цепь второй обратной связи включены параллельныс двой:гыс Г-образин.с четырехполюсники с ЗО взаимно противоположными характеристиками, питаемые противофззным напряжением параметрического преобразователя с относительными весами 1 и /„. 2, Преобразователь н0 и. 1, отгичпюгцггггся 35 Texi, ITO, c Ile i bio Iichcllo leillln 71fllefflf01 о с. гссителя, положительная обратная связь в нем выполнена в видс Т-ооразных мостов, нодключс и}!ых г: в|>1 ход сил нтс 7 я Гсггсp f1 Top a Il 11 иTaемыY. противофазным напря>ксггисм парамст40 ричсског0 преобразователя с относительными весами 1 и, a, причем одна нз cpc31fffx Toчск этих мостов зазсмлястся. à BTopflя подключается к выходу усилителя Icffepaòîpa. 268760 атрацоглглсюая аар аЕзь фаг. 1 Отрацагпелоная odp связь Фиг г Составитель В ° Ц. Махнанов Техред А. А. Камышникова Корректор М. П. Ромашова Редактор Антропова Заказ 2365 2 Тираж 480 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4, 5 Типография, пр. Сапунова, 2 ) 1 I | ! Р я, 
