Патент ссср 410539

СПИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

М, Кл. Н 03k 3/80

Заявлено 24 1Ч.1972 (№ 1778619/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 05.1.1974. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 26.IV.1974

Государственный комитет

Совета Министров СССР

M делам изобретений

l% OTKPblTNH

УД1; 62) 396(088,8) Авторы изобретения

В. А. Драчук и А. В. Семигин

Заявитель

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МЕАНДРА В СФАЗИРОВАННОЕ

СИ НУСОИДАЛЬНОЕ НАПРЯ)КЕНИ Е

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники.

Известны преобразователи меандра в сфазированное синусоидальное напряжение, содержащиее два интегр атор а.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что в него введен нелинейный функциональный преобразователь, который включен между выходом первого интегратора и входом второго интегратора.

Это позволило повысить точность и стабильность фазировки и снизить уровень высших гармоник в выходном сигнале преобразователя.

Блок-схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит два интегратора 1, 2 и нелинейный функциональный преобразователь 3.

Устройство работает следующим образом.

Входные прямоугольные симметричные сигналы (меандр), снимаемые, например, с триггера старшего разряда двоичного счетчика, подаются на вход интегратора 1, в котором они преобразуются в напряжение пилообразной треугольной формы с вершинами, точно совпадающими с моментами перехода входного напряжения от од ного значения к другому.

Для упрощения рассмотрения работы преобразователя 3 допустим, что входное сопротивление интегратора 2 бесконечно велико, прямое сопротивление диодов Д вЂ” Д.; пренебрежимо мало, а обратное — бесконечно. Тогда на участках, где входное напряжение преобра5 зователя 3 U, по абсолютной величине меньше опорного напряжения U>(U>(U>), все диоды заперты опорными напряжениями н все входное напряжение U, проходит на выход преобразователя 3. На участках, где напряжение

10 по абсолютной величине становится больше значения первого опорного напряжения (/ь открывается один из диодов 31 или Д (при положительной полярности U — диод Дь а при отрицательной — диод Д2) и на выход преоб15 разователя 3 проходит только часть вход ного напряжения, определяемого делителем Рь Рз.

Поэтому на этих участках наклон выходного напряжения U меньше наклона входного напряжения U,.

20 На участках, где выходное напряжение U преобразователя 3 становится больше второго опорного напряжения U2, открывается один из диодов Д„или lh, и к делителю R, R2 подключается сопротивление R . При этом доля вход25 ного напряжения т/„проходящая на выход преобразователя 3, становится еще меньше, и наклон выходного напряжения U на этих участках уменьшается по сравнению с другими участками. Подбором опорных напряжений

30 Ui и U и сопротивлений второго плеча дели410539

Д

Тираж 81I

Изд. № 364

Зг и аз 1033)9

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 теля Rz, Яз можно регулировать положение точек изгиба выходного напряжения U,.

Известно, что если точки изгиба напряжения U, выбрать так, чтобы их абсциссы делили период входного напряжения U, на равные части, и через эти точки можно было провести синусоиду, то в напряжении U, содержание высших гармоник будет минимальным.

Выходное напряжение преобразователя 3 поступает на вход выходного интегратора 2, в котором оно из кусочно-ломаного преобразуется в напряжение, имеющее форму, очень близкую к синусоид альной.

Для количественной оценки приближения выходного напряжения устройства к синусоидальному достаточно определить содержащиеся в нем высшие гармоники. Известно, что в выходном напряжении устройства присутствуют только высшие гармоники, номер которых п определяется как n=2(m+1)A + -1, где т— число линейных участков в выходном напряжении преобразователя 3 U, при линейном изменении напряжения на его входе U, от минимального до максимального значения, и К— целое положительное число, а относительная величина гармоник (относительно первой) равна обратной величине куба номера гармоники.

Для данного устройства т=5 и относительный процент высших гармоник в выходном напряжении составляет:

11-й гармоники 0 075%

13-й гармоники 0 045%

23-й гармоники 0 0082%

25-й гармоники 0 0064% и т.д.

Такое содержание гармоник является незначительным, и напряжение, формируемое устройством, в подавляющем большинстве практических случаев может быть использовано в качестве синусоидального. В тех случаях, когда такое содержание гармоник недопустимо, оно может быть уменьшено путем увеличения числа линейных участков в выходном напряжении U, преобразователя 8. Для этого достаточно увеличить число параллельно вклю чаемых ветвей во втором плече делителя напряжения преобразователя 3.

Преобразователь 3 не имеет в своем составе реактивных элементов и, следовательно, не

5 вносит фазовых искажений в формируемОе им напряжение, и поэтому все фазовые погрешности устройства определяются только фазовыми погрешностями интеграторов 1 и 2. Но известно, что, если пренебречь составляющи10 ми высших порядков малости, тангенс угла фазовой погрешности интегратора равен обратной величине коэффициента усиления входящего в него усилителя (без учета обратных связей). Следовательно, при коэффициентах

15 усиления усилителей интеграторов 1 и 2 достаточно больших, фазовая погрешность устройства может быть сделана сколь угодной малой. Таким образом, напряжение, формируемое устройством, практически является син20 фазным (точнее в противофазе) по отношению ко входному напряжению. Причем такая фазировка остается высокостабильной. Кроме того фазировка выходного напряжения не зависит от изменения параметров входящих в уст25 ройство узлов, кроме коэффициентов усйления усилителей интеграторов 1, 2, которые, однако, имеют ограничение только снизу. Сделав определенный запас по этим коэффициентам, можно не учитывать их влияние на фазовые

30 характеристики устройства. Изменение параметров элементов преобразователя 3 приводит к увеличению содержания высших гармоник в выходном напряжении, однако это влияние выражено весьма слабо.

Предмет изобретен ия

Преобразователь меандра в сфазированное синусоидальное напряжение, содержащий два

40 интегратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и стабильности фазировки и снижения уровня высших гармоник в выходном сигнале преобразователя, в его введен нелинейный функциональный пре 45 образователь, который включен между выходом первого интегратора и входом второго интегратора.