Инфранизкочастотный программный генератор

 

Союз Советских

Социалистических

Респубики

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ @ о ewaex Cs @ TÈ T

««919055 (6l ) Дополнительное ы авт. свид-ву (22) Заявлено 03.09.80 (21) 297 988д 8 21 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опублиыовано 07.04,82. Бюллетень №1 3

Дата опубликования описания 07.04.82 (5l)M. Кл, Н 03 К 3/017

Гаеударстаснкьй квинтет

СССР ао делам ваа4ретехих к открытый.(53) УДК 621 374 (088.8) А. И. Кантер (72) Автор изобретения (2I) Заявитель (54) ИНФРАНИЗКОЧАСТОТНЫЙ ПРОГРАММНЫЙ

ГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для получения прот раммно-управляемых от цифровой вычислительной машины (11BM) стабилизированных по частоте на уровне кварцевсг.

ro генератора периодических инфранизкочастотных сигналов, а также постоянных напряжений и может быть использовано в автоматических информационно-измерительных системах, в автоматических системах контроля, ис пыта ний и исследоваI0 ний элементов, узлов и устройств автоматики, телемеханики, радиоэлектроники, вычислительной и измерительной техники и ряда других областей науки и тех15 ники, где требуется высокая стабильность частоты выходных сигналов в диапазоне инфранизких частот.

Известен стабилизированный по частоте на уровне кварцевого источника

20 генератор синусоидальных колеба ний инфранизкой частотъ|, содержашей последовательно соединенные кварцевый высокочастотный генератор эталонной частоты, делитель частоты с постоянным коэффициентом деления, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, цифровой умножитель частоты с переменным коэффициентом умножения, дискретный фазоврашатель, реверсивный счетчик, преобразователь кода в аналог и усилитель l j .

В известном генераторе отсутствует возможность программного управления оТ цифровой вычислительной машины амплитудой, частотой, фазой и формой выходных сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому является управляемый от цифровой вычислительной машины программный генератор, содержащий задаютций бл к, собранный по интегратсрной схеме из охваченных положительной обратной связью первого фазоинвертора, первого и второго операционных усилителей, первого и второго преобразователей код — емкость, первого и второго преобразователей кодсопротивление, ограничителя амплитуды, 3 91ОО управляемого ключа, по;1кпю1ениого своим выходом ко входу вгорого операционного усилителя, а своим сигнальным входом через резисторный делитель напряженияк источнику постоянного напряжения, ВТо

5 рого фазоинвертора, соединенно "î своим входом с выходом первого операционного усилителя, фазоврашатель, выполненный в составе последовательно соединенных коммутатора квадрантов, двух преобразователей код — напряже>п1е и суммирующего каскада, два формирователя импульсов прямоугольной формы типа "меандр," две дифференцирующие пепи, два формирователя импульсов пилообразной формы, сумматор импульсов, два ограничителя полярности, две фипьтруюшие цепи, два коммутатора выхода, преобразователи код - сопротивле1п1е аттенюаторов сигналов сикусоидапьной формы, импульсов прямоугольной формы, импульсов пипс образной формы и регистр памяти, выходы которо-.о соединены с управляюшими входами преобразователей кодемкость, код — сопротивлейие, код — напря>ке1п1е коммутатора квадрантов, коммутаторов выхода и управляемого ключа(2.

В известном генераторе отсутствует возмо>кность получения инфранизкочастотных сигналов, стабипизирован>ь1х по частоте на уровне кварцевого генератора, 11ГО не пОзвопяет использовать 1 го в систсмах, требуюших высокой стабильности частоты и„спедователько, существенно ограничивает область его использования.

Пель изобретения — повышение стабильности частоты выходных с1ц-капов.

Поставленная цель достигается тем, что в икфранизкочастотный программный генератор, содержащий задаюцц1й блок

4О вкпючаюший первый фазоинвертор, соедикеншлй выходом со входом первого пре= образоватепя код — сопротивпе>п1е, вы-* ход которого соединен со входом первого преобразователя код — емкость и со

45 входом первого операционного усилителя, соединенного своим выходом с выходом первого преоб>разователя код — емкость, со входом второго фазоиквертэра, со входом ограничителя амплитуды, подключенного выходом ко второму входу перN вого фазоинвертора, и со входом второго преобразователя код — сопротивление, соединенного выходом со входом второго преобразователя код — емкость, с выхс дом управляемого ключа, сигнальный1 вход которого через резисторкый делитenь напряжения подключен к источнику постоянного напряжения, и со входом второго

55 4 операционного усилителя, соединенного вь1ходом с выходом второго преобразователя код — емкость, и с первым входом первого фазоинвертора, преобразователя код — сопротивление, первого и второго аттенюаторов сигналов сикусоидапьной формы, первого и второго аттенюаторов импульсов прямоугольной формы, первого и второго аттенюаторов импульсов пилообразной формы, фазоврашатель, выпопненнь1й в составе последовательно соединеннь1х коммутатора квадрантов, подключенного входами к выходам первого и второго фазоинверторов, первого и второго операционных усилителей, двух преобразователей код — напряжение и суммирующего каскада, выход которого соединен со входом преобразователя код = сопротивление второго аттенюатора сигналов синусоидапьной формы, первый и второй формирователи импульсов прямоугольной формы типа меандр подключенные входами соответственно ко входу преобразователя код — сопротивление первого аттенюатора сигналов синусоидальной формы и к выходу суммирующего каскада фазоврашатепя, а выхс дами — ко входам преобразователей код сопротивление первого и второго аттенюаторов импульсов прямоугольной формы и ко входам первой и второй дифференцируюших цепей, первый и второй формирователи импульсов пилообразной формы, подключенные входами к выходам первой и второй дифференцируюших цепей, авыхода,ми - ко входам преобразователей код — сопротивление первого и второго аттенюаторов к 1пульсов пилообразной формы, сумматор импульсов, соединенный первым и вторым входами с выходами преобразователей кодсопротивление первого и второго аттенюаторов импульсов прямоугольной формы, первый и второй ограничители полярности, соединенные своими входами с первым и вторым выходами сумматора импульсов, первук> и вторую фильтруюшие цепи, соединенные входами с выходами первого и второго ограничителей полярности, первый коммутатор выхода, соединенный входами с выходами преобразователей код - сопротивление первого аттенк>атора сигналов синусоидальной формы„первого аттекюатора импульсов прямоугольной формы, первого аттенюатора импульсов пилообразной формы, с первым выходом сумматора импульсов,, с выходом первого ограничителя полярности, с выходом литель частоты с постоянным коэффициентом деления с выходом кварцевого г .— нератора, а вторым входом — к выходу первого управляемого переключателя, соединенного первым входом с первым выходом второго управляемого переключателя, подключенного входол1 к выходу первого фазоинвертора, а вторым выходом — ко входу блока умножения час тоты и выделения гармоники, выход которого соединен со вторым входом первого управляемого переключателя, в свою очередь, управляюшие входы первого и второго управляемых перекжочателей, третьего, четвертогo пятого и шестого преобразователей код — емкость, третьего, четвертого, пятого и шестого преобразователей код - сопротивле1п1е и делителя частоты с переменным коэффициентом делеи1я coemIIIOIII» с одним из выходов регистра памяти.

jib чертеже представлена структурная схема генератора.

Зада1оший блок 1, посредством которого вырабатываются синусоидальные колеба1п1я в диапазоне инфранизких частот, выполнен в составе первого и второго фазо11нверторов 2 и 3, состоящих из операц11О11ных усилителей 4, 5 и подключен1гы на входе усилителей и между их входом и выходом постоянных резисторов G — 1 О, первого и второго операцношсых усил11телей 11 и 12, первого и второго преобразователей 13 и 14 код — емкость, первого и второго преобрззовлтелсй 1 5 и 1 6 код - сопротивление, огра1п1 п1теля 17 амплитуды и управляемого ключа 1 Я. Выход первого фазоинвертора 2 соединен со входом первого преобразоваетля 1 5 код — сопротивле 1п е, выход которого соединен со входом первого преобразователя 1 3 код - емкость, и со входом первого операционного усилителя 11, соединенного своим выходом со входом второго преобразователя 1 6 код - сопротивление, с вь1ходом первого преобразователя 1 3 код — емкость, cD входом второго фазо11нвертора

3 и со входом ограничителя 17 амплитуды, подключенного своил1 вь1ходом ко второму входу первого фазоинвертора 2.

Выход второго преобразователя 16 кодсопротивление соединен со входом второго преобразователя 14 код — емкость, со входом второго операционного усилителя 12 и с выходом управляемого клю га 18, сигнальный вход которого через резисторный делитель напряжения подключен к источ1пгку постоянного на5 91 9055 6 первой фильтруюшей IIernI, второй коммутатор выхода, соединенный входами с выходами преобразователей код - сопротивление второго аттенюатора сщ налов синусоидальнои формы, второго аттенюатора импульсов прямоугольной формы, второго аттенюатора импульсов пилообразной формы, со вторым выходом сумматора импульсов, с выходом второго ограничителя полярности, с выходом 10 второй фильтруюшей пепи, и регистр памяти, подключенный одними из выходов к управляюшим входам преобразователей код — емкость, код — сопротивление, коднапряжение, управляемого ключа, коммутатора квадрантов и коммутаторов выхода, введены блок умножения частоты и выделения гармоники, кварцевый I енератор, делитель частоты с постоянным коэффициентом деления, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, формирователь импульсов малой длител1 ности, импульсно-фазовь1й детектор, фильтр нижних частот, первый и второй преобразователи напрягкен11е - переменное сопротивление, первый и второй управ ляемые переключатели, при этом блок умножения частоты и выделения гармоники выполнен в составе последовательно соединенных первого формирователя гармоник, первого перестраиваемого фильтра, собранного по интегральной схеме и охваченных положительной обратной связью третьего фазоинвертора, третьего и четвертого операционных усилителей, треть его и четвертого греобразователей код— емкость, третьего и четвертого преобразо с вателей код - сопротивление, второго формирователя гармоник и второго перестраиваемого фильтра, собранного по интеграторной схеме из охваченных положительной обратной связью четвертого фазоинвертора, пятого и шестого операционных усилителей, пятого и шестого преобразователей, код - емкость, пятого и шестого преоб

45 разователей код - сопротивление, причем входы и выходы первого и второго преобразователей напряжение - переменное сопротивление соединены соответственно со входами и выходами первого и второго преобразователей код - сопротивление, 50 а их управляюшие входы подключены к выходам фильтра нижних частот, соединенного входами с выходами импульснофазового детектора, подключенного первым входом к выходу формирователя импульсов малой длительности, соединенного входом через делитель частоты с переменным хоэффи1п1ентом деления и .lleпряжения. Выход второго операционного усилителя 1 2 соединен с выходом второго преобразователя 14 код — емкость и с первым входом первого фазоинвертора

2.

Преобразователи 13 и 14 код — емкость выполнены в виде набора двоичновзвешенных постоянных конденсат оров,а преобразователи 15 и 16 код - сопротивление - в виде набора двоично--взвешенных постоянных резисторов и содержат собранные на полевых транзисторах электронные ключи для коммутации конденса торов и резисторов в соответствии со значением двоичного кода. t5

Операционные усилители 4, 5, 11 и

12 представляют собой собранные на полевых транзисторах и выполненные для работы с глубокой отрицательной обратной связью усилители постояннс го тока с очень большим отношением входного сопротивления к выходному и высоким коэффициентом усиления. Каждый иэ операционных усилителей 4, 5 в сочетании с одним из постоянных резистс25 ров 6 — 8 и одним из постоянных резис« торов 9 и 10 производят инвертирование входного сигнала, внося фазовый сдвиг, близкий 180, и почти не измеО няя его амплитуды. 30

Каждый из операционных усилителей

1.I. и 12 в сочетании с одним из преобразователей 13 и 14 код — емкость и преобразователей 1 5, 1 6 код — сопротивление осуществляет интегрирование сигнала, внося фазовый сдвиг, близкий

90, и почти не илаеняя его амплитуды.

Таким образом, в результате соединения в кольцо первого рязоинвертора 2, первого и второго операционных усилителей 1 1 и 1 2, первого и второго преобразователей 13 и 14 код — емкость, первого и второго преобразователей 1 5 и 16 код - сопротивление обеспечиваются условия, близкие к условиям баланса фаз и амплитуд, необходимые для возбуждения гармонических колебаний.

Подача дополнительного напряжения, необходимого для самовозбуждения за50 дающего блока 1, производится за счет дополнительной положительной обратной связи, выполненной путем соединения через ограничитель 17 амплитуды вы-. хода первого операционного усилителя 11

55 со вторым входом первого фазоинвертора 2

Быстрый запуск задающего блока 1, без длительных переходных процессов

55 8 установления амплитуды колебаний, осуществляется за счет соединения через управляемый ключ 1 8, выполненный в виде ключевой электронной схемы, собранной на полевых транзисторах, средней точки резисторного делителя напряжения, подключенного к источнику постоянного напряжения, со входом вто рого операционного у-силителя 1 2. И ре зультате при запуске генератора на вход устттеля 1 2 кратковременно подключает» ся постоянное напряжение, стимулирующее быстрое установление стационарных колебанийй.

Ограничение амплитудьr колебаний осуществляется включенным между вторым входом первого фазоинвертора 2 и выходом первого операционного усилителя 1 1 ограничителем 1 7 амплитуды, предстаьляюшим собой схему двустороннего диодного ограничителя, собранную на двух полупроводниковых диодах.

Вход и выход первого и второго,преобразователей 15, 16 код — сопротивление соединены соответственно с входом и выходом первого и второго преобразоаттслей 19 и 20 напряжение — переменное сопротивление, управляющие входы которых соединены с выходами фильтра

21 нижних частот.

Входы фильтра 21 нижних частот соединены с выходами имлульснс фазового детектора 22, подключенного своим пер— вым входом к выходу формирователя 23 импульсов малой длительности, а своим вторым входом — к выходу первого управляемого переключателя 24.

Вход формирователя 23 импульсов малой длительности через делитель 25 частоты с переменным коэффициентом деления и делитель 26 частоты с постоянным коэффициентом деления соединен с выходом кварцевого генератора 27.

Первый вход первого управляемого цереключа т еля 24 с о един е н с первым выходом второго управляемого переключателя 28, подключенного своим входом к выходу. первого фазоинвертора 2. Второй вход второго управляемого переключателя 28 подключен ко входу блока 29 умножения частоты и выделения гармоники, выход которого соединен со вторым входом первого управляемого переключателя 24.

Блок 29 умножения частоты и выдел ния гармоники выполнен в составе последовательно соединенных первого формирователя 30 гармоник, первого перестраиваемого фильтра 31, собранного по инО 9190 тегральной схеме из uxua÷åííûõ положительной обратной связью третьего фаэоинвертора 32, третьего и четвертого операционных усилителей 33 и 34, третьего и четвертого преобразователей

35 и 36 код — емкость, третьего и четвертого преобразователей 37 и 38 код - сопротивление, второго формироватепя 39 гармоник и второго перестра ь-ваемого фильтра 40, собранного по интегральной схеме из охваченных полож ь. тельной обрагной связью четвертого фазоинвертора 41, пятого и шестого операционных усилителей 42 и 43, пятого и шестого преобразователей 44 и 45 кодемкость, пятого и шестого преобразователей 46 и 47 код - сопротивление.

Постоянные времени преобразователей

35 и 36 код - емкость, 37 и 38 ко— сопротивление первого перестраиваемого фильтра 31 и преобразователей 44 и 45 код - емкость, 46 и 47 код — сопротивление второго перестраиваемого фильтра

40, которые являются частотно-задаюшими элементами этих фильтров, устанав- 25 ливаются таким образом, чтобы первым и вторым перестраиваемыми фильтрами

31 и 40 выделялись соответствующие гармоники сигналов, вырабатываемых задающим блоком 1.

Первый и второй преобразователи 19 и 20 напряжение - переменное сопротивление выполнены в виде управляемых напряжением линейных резисторов. Каждый из них собран на полевом МДП-тран35 зисторе, двух высокоомных постоянных резисторах, подключенных между истоком и стоком транзистора и образующих делитель напряжения, посредством которого осуществляется линеаризация тран- 4 зистора, и постоянном резисторе, подключенном между подложкой транзистора и общей точкой делителя напряжения, и предназначенным для расширения пределов изменения сопротивления и для

45 обеспечения помехозашишенности транзистора.

Входом и выходом первого и второго преобразователей 19 и 20 напряжение - переменное сопротивление являют50 ся соответственно исток и сток транзистора, а управляющими входами служат затвор транзистора и об1цая точка делителя напряжения. Фильтр нижних частот выполнен по двухэвенной Г-образной схеме в составе последовательно

55 включенных резисторов и параллельно включенных конденсаторов. Импульснофазовый детектор 22 собран по кольц

55 10 вой схеме и содержит мост, составленный из четырех полупроводниковых диодов, диагонали которого являются первым И вторым входами, а выходами являются выводы нагрузки, составленной из параллельно включенных резистора и конденсатора, причем между первым входом и точкой соединения анодов диодов включена цепочка из параллельно соединенных резистора и конденсатора. Формирователь 23 импульсов малой длительности выполнен по схеме блокинг-генератора.

Первый и второй управляемые переключатели 24 и 28 представляют собой собранные на полевых транзисторах ключе вые схемы для переключения аналоговых сигналов. Делитель 25 частоты с переменным коэффициентом деления выполнен по схеме управляемого цифрового делителя частоты, собранной на логических элементах. Делитель 26 частоты с постоянным коэффициентом деления собран из трех симметричных мультивибраторов, последовательно соединенных друг с другом через первый и второй резонансные фильтры, настроенные на фиксированные частоты .

Кварцевый генератор 27 представляет собой транзисторную автоколебательную систему, стабилизированную по частоте кварцевым резонатором и выполненную для работы на нижнем пределе частотного диапазона. Первый и второй формирователи 30 и 39 гармоник выполнены по схеме триггера Шмитта.

Схемы третьего и четвертого фазои верторов 32 н 41 аналогичны схеме второго фазоинвертора 3. Схемы третьего, четвертого, пятого и шестого операционных усилителей 33, 34, 42 и 43 аналогичны схемам первого и второго операционных усилителей 11 и 12.

Схемы третьего, четвертого, пятого и шестого преобразователей 35, 36, 44 и 45 — код — емкость аналогичны схемам первого и второго преобразователей 18 и 14 код - емкость. Схемы третьего, четвертого, пятого и шестого преобразователей 37, 38, 46 и 47 кодсопротивление аналогичны схемам первого и второго преобразователей 15 и 16 код — сопротивление.

Ослабление амплитуды сигнала сину« соидальной формы производится посредством подключенного на выходе первого фазоинвертора 2 первого аттенюатора 48 сигналов синусоидальной формы, выполненного по Г-образной схеме и состоящего из преобразователя 49 код — сопро919055 гивлечие, схема которого аналогична схемам преобразователей 15, 16, и постоянного резистора 50.

Сдвиг синусоидального сигнала по фазе в пределах от 0 до 360 осуществляется путем использования фазоврашатоля 51, состоящего из последовательно соединенных друг с другом коммутатора

52 квадрантов, входы которого соединены с выходами первого и второго фазоинве ъ- 10 торов 2, 3, и первого и второго операционных усилителей 11 и 12, преобразователей 53 и 54 код - напряжение и суммирующего каскада 55.

Коммутатор 52 квадрантов, посредством которого осуществляются переключение квадратурных сигналов с разнофазных выходов фазоинверторов 2, 3 и опемационных усилителей 11 и 12, выполнен в виде ключевых электронных схем, щ собра нцых на полевых транзисторах.

Преобразователи 53 и 54 код — напряжение, предназначенные ддя изменения амплитуд квадратурных сигналов согласно поданным на их управляющие входы д кодам установки уровней напряжений, выполнены в виде многоразрядных резисторных делителей и поразрядно связанных с ними логических ключевых схем, собранных на полевых транзисторах.

Суммирующий каскад 55, предназначенный для сложения квадратурных сигналов, амплитуды которых изменены преобразователями 53 и 54 код — напряже35 ние в заданном кодами .отношении и получения на. его выходе суммарного, сдвинутого по фазе сигнала, собран по схеме с обшей;активной нагрузкойи. Выход суммирующего каскада 55 соединен со входом второго аттенюатора 56 сигналов синусоидадьнбй формы, выполненного по

Г-образной схеме и состоящего из преобразователя 57 код — сопротивление, схема которого аналогична схемам пре45 образоватедей 15 и 16, и постоянного резистора 58. Посредством аттенюатора

56 приводится ослабление амплитудьi сдвинутого по фазе синусоидального сигнала.

Выходы преобразователей 49 и 57 код — сопротивление соединены с одним из входов первого а второго коммутаторов 59 и 60 выхода, а их входы соединены со входами первого и второго формирователей 61 и 62 прямоугольных

55 импульсов типа " меандр, каждый из которых выполнен по схеме триггера

Шмитта.

12

Коммутаторы 59 и 60 выхода пред= ставдяют собой ключевые схемы ддя бесконтактного переключения аналоговых сигнадов, собранные. на полевых транзисторах. Выходы коммутаторов 59 и

60 соединены с выходными гнезда ли.

Выходы первого и второго формирователей 61 и 62 прямоугольных импульсов типа меандр через первый и второй аттенюаторы 63 и 64 импульсов прямоугольной формы, выполненные по Г-образной .схеме и состоящие из преобра-зователей 65 и 66 код — сопротивление и постоянных резисторов 67 и 68, соединены с одними из входов первого и второго коммутаторов 59 и 60 выхода и с первым и вторым входами сумматора 69 импульсов, выполненного по схеме с двумя активными нагрузками.

Схемы преобразователей 65 и 66 аналогичны схемам преобразователей 15 и 16. Одновременно выходы первого и второго формирователей 61 и 62 прямоугольных импульсов типа меандр" через первую и вторую дифференцирук щие цепи 70 и 71, каждая из которых представляет собой Г-образную схему из последовательно включенного конденсатора и параллельно подключенного резистора, зашунтированного полупроводниковым диодом, соединены со входамй первого и второго формирователей

72 и 73 пилообразных импульсов. Каждый из формирователей 72 и 73 выполнен по фантастронной схеме. В свою очередь выходы первого и второго формирователей 72 и 73 пилообразных импульсов через первый и второй аттенюаторы 74 и 75 импульсов пилообразной формы, выполненные по Г-образной схеме и состоящие из преобразователей 76 ч 77 код — сопротивление и постоянных резисторов 78 и 79, соединены с одними из входов первого и второго коммутаt торов 59„60 выхода и с выходными гнездами. Схемы преобразователей 76 и 77 аналогичны схемам преобразователей 15, 16.

Первый и второй выходы сумматора

69 импульсов, назначение которого состоит в суммировании сдвинутых по фале прямоугольных импульсов типа "меандр" и в получении на своих нагрузФ

,ках импульсов ступенчатой формы| различной длительности и полярности, соединены с одними из входов первого и второго коммутаторов 59 и 60 выхода, и одновременно со входами первого и второго ограничителей 80, 81

1 3 с 1 90 полярности. Ограничители 80 и 81 полярности предназначены аля преобразования импульсов ступенчатой формы в импульсы прямоугольной формы различной длительности и полярности.

Каждый из ограничителей 80 и 81 полярности выполнен по Г-образной схеме, в составе последовательно включенного полупроводникового диода и параллельно подсоеаиненного резистора. Вы- tO ход первого ограничителя 80 полярности соединен со входом первой фильтруюшей цепи 82 и с одним из входов первого коммутатора 59 выхода, а выход второго ограничителя 81 полярности соеди- 15 нен со входом второй фильтруюшей цепи

83 и с одним из входов второго коммутатора 60 выхода.

Назначение фильтруюших цепей 82 и 83 состоит в преобразовании прямоугольных импульсов в постоянное напряжение. Каждая из фильтруюших цепей 82 и 83 выполнена по П-образной схеме в составе параллельно подключенных нв входе и выходе двух конденсаторов боль- 25 шой емкости и послеаовательно включенного между ними постоянного резистора.

Выход первой фильтруюшей цепи 82 соединен с одним.из входов первого коммутатора 59 выхода, а выход второй фильтруюшей цепи 83 соединен с одним из вхоаов второго коммутатора 60 выхоаа.

И, наконец, управляюшие входы преобразователей 13, 14, 35, 36, 44 и 45 код — емкость, 15, 16, 37, 38, 46, 47, 35

49, 57, 65, 66, 76, 77 коа - сопротивление, 53, 54 коа — напряжение, управляемого ключа 18, управляемых переключателей 24 и 28, делителя 25 частоты с

4С переменным коэффициентом деления, коммутатора 52 квадрантов и коммутаторов

59, 60 выхода соединены с выходами регистра 84 памяти, вход которого соединен с выходом UBM, 45

Регистр 84 памяти предназначен аля восприятия от IIBN двоичного кода установки значений параметров элементов ге» нератора и характеристик выходных сигналов, для хранения этого кода, аля воздей50 ствия этим кодом нв преобразователи 1316, 35-38, 44-47, 49, 53, 54, 57, 65, 66, 76, 77, управляемый ключ 18, управляемые переключатели 24, 28, делйтель, 25 частоты с переменным коэффициентом деления, коммутаторы 52, 59, 60 и для создания детерминированных изменений установленных параметров и хврактериотик, автоматически изменяемых пропор5 14

UHoHBlIbHD записанному B регистр 84 памяти цифровому коду. Регистр 84 п. мяти содержит набор цепочек статических триггеров, по одной цепочке на каждый выходной управляюший канал.

Генератор работает слеауюшим образом.

В регистр 84 памяти записывается двоичный код из БВМ в виде соответствуюшей суммы кодов установки емкостей и сопротивлений преобразователей

13, 14, 35, 36, 44, 45, код — емкость

15, 16, 37, 38, 46, 47, 49, 57, 65, 66, 76, 77 код — сопротивление, кодов установки уровней напряжений преобразователей 53, 54 код — напряжение, кодов управления управляемым ключом 18, управляемыми переключателями 24, 28, делителем 25 частоты с переменным коэффициентом деления, коммутатором 52 квадрантов и коммутаторами 59 и 60

BbIxol1Q. Вырабатываемые кварцевым генератором 27 колебания, стабилизированные по частоте кварцевым резонатором, используются для стабилизации частоты колебаний, вырабатываемых звдаюшим .блоком l.

Для этого с BblxollQ кварцевого генератора 27 сигналы подаются через делитель 26 частоты с постоянным коэффиrrEreHToM деления и делитель 25 частоты с переменным коэффициентом деления, на вход формирователя 23 импульсов малой алительности, с выхода которого импул сы, соаержашие большое число гармоник, подаются на первый ахоа импульсно- фазового детектора 22, подключенного вторым входом к выходу первого управлчемого переключателя 24. На первый вход; первого управляемого переключателя 24 с первого выхода второго управляемого переключателя 28, подключенного своим входом к выходу первого фазоинвертора

2, подаются аискретно перестраиваемые по частоте сигналы верхней части диапазона (десятки и сотни Гери). На второй вход первого управляемого переключателя 24 поступают сигналы, полученные на выходе блока 29 умножения час-. тоты и выделения гармоники, на вход которого поступают дискретно перестраиваемые по частоте сигналы нижней части аиапазона (единицы, десятые., сотые и тысячные доли Герца), снимаемые со второго выхода второго управляемого пе" реключателя 28.

С выходов импульсно-фазового-детектора 22 управляюшие напряжения после фильтрации и фильтром 21 нижних част..>;

15 9190 поступают на управляюшие входьt первого и второго преобразователей 19, 20 напряжение - переменное сопротивление,, изменяя их сопротивление таким образом, что происходит автоматическая подстройка частоты задаюшего блока 1 на частоты соответствуюЬщх гармоник кварцевого генератора 27.

В результат е в задаюшем блоке 1 устанавливаются стабилизирова нные по о частоте на уровне кварцевого генератора определенной амплитуды инфранизкочаототные синусоидальные колебания, которые снимаются с выходов первого и второго фазоинверторов 2 и 3 и первого и второго операционных усилителей 11, 12 и подаются на входы коммутатора

52 квадрантов, а также с выхода первого фазоинвертора 2 на вход преобразователя 49 код — сопротивление первого аттенюатора 48 сигналов синусоидальной формы, на вход первого формирователя 61 прямоугольных импульсов типа "меандр .

На выходе преобразователя 49 кодсопротивление снимается установленной амплитуды, стабилизированный по частоте на уровне кварцевого генератора синусоидальной формы сигнал, который поступает на один из входов первого з коммутатора 59 выхода.

На выходе суммируюшего каскада 55 фазоврашаетля 51 снимается другой стабилизированный по частоте на уровне кварцевого генератора сннусоидальной формы сигнал, сдвинутый относительно первого сигнала на определенный фазовый угол.

Этот сигнал подается на вход второго формирователя 62 прямоугольных импульсов типа "меандр" и на вход преобразователя 57 код — сопротивле ние второго аттенюатора 56 сигналов синусондальной формы, с выхода которого сдвинутый по фазе, стабилизированный по частоте на уровне кварцевого генератора сигнал синусоидальной формьi поступает на один из входов второго коммутатора 66 выхода.

С выхода первого и второго формирователей 61, 62 сдвинутые по фазе, стабилизированные по частоте на уровне кварцевого генератора прямоугольные импульсы типа

"меандр через первый и второй аттенюаторы 63, 64 импульсов прямоугольной

55 формы подаются иа первый и второй входы сумматора 69 импул.,сов на одни из входов первого -и второго ком,мутаторов 59, 60 выхода. Кроме того

85 16 эти импульсы через лерву ю и Вторую дифференцируюп1ие цепи 70 и 71, преобразуюшие их в остроко . чные импульс сы положительной полярности (импульсы отрицательной полярности закорачиваются параллельно подключенными полупроводниковыми диодами), подаются на входы первого и второго формирователей 72 н 73 пилообразных импульсов.С выходов первого и второго формирователей 72 и 73 сдвинутые по фазе, стабилизированные по частоте на уровне кварцевого генератора импульсы пилообразной формы после прохождения через первый и второй аттенюаторы 74, 75 импульсов пилообразной формы поступают на одни из входов первого и второго коммутаторов 59, 60 выхода.

На первом и втором выходах сумматора 69 импульсов образуются сдвинутые по фазе, стабилизированные по частоте на уровне кварцевого генератора импульсы ступенчатой формы, различной длительности и полярности, которые поступают на одни из входов первого и второго коммутаторов 59, 60 выхода и одновременно поступают на вход первого и второго ограничителей 80, 81 полярности. На выходе ограничителей 80, 81 полярности сдвинутые по фазе . импульс сы ступенчатой формы преобразуются в сдвинутые по фазе импульсы прямоугольной формы различной длительности и полярности. С выхода первого ограничителя 80 полярности стабилизированные по частоте на уровне кварцевого генератора, прямоугольные импульсы положительной полярности подаются на вход первой фнльтруюшей цепи 82 и на один из входов первого коммутатора 59 вы1 хода, а с выхода второго ограничителя

81 полярности стабилизированные по частоте на уровне кварцевого генератора, прямоугольньre импульсы отрицательной полярности подаются на вход второй фильтруюшей цепи 83 и на один из входов второго коммутатора 60 выхода.

Образуюшееся на выходе первой фильтруюшей цепи 82 постоянное напряжение положительной полярности подается на один из входов первого коммутатора 59 выхода, а образуюшееся на выходе второй фильтруюшей цепи 83 постоянное напряжение отрицательной полярности подается на один нз входов второго коммутатора 60 выхода.

Таким образом, в соответствии с записанным в регистре 84 памяти цифровым кодом на выходах первого и второ9190

1 го коммутаторов 59, 60 выхода с выходных гнезд снимаются установленной амплитуды и стабилизированные по частоте на уровне кварцевого генератора периодические инфра низкочастотные сигналы в следуюшем сочетании: либо сдвинутые по фазе сигналы синусоидальной формы, либо сдвинутые по фазе импульс сы прямоугольной формы типа меандр, либо сдвинутые по фазе импульсы сту- !О пенчатой формы различной длительности и полярности, либо сдвинутые по фазе импульсы прямоугольной формы различной длительности и полярности, либо сдвинутые по фазе импульсы пилообраз- 15 ной формы, либо любая комбинация иэ двух вырабатываемых. генератором сигналов различной формы. Кроме того, с выходных гнезд генератора снимаются постоянные напряжения различной величины 20 и полярности.

В случае использования импульсов пилообразной формы для запуска разверток двухлучевого осциллографа и одновременной выдачи двух контрольных сщ 25 налов с выходных гнезд в предлагаемом генераторе предусмотрены дополнительные выходы сигналов пилообразной формы.

Формула изобретения

Инфранизкочастотный программный генератор, содержащий заааюший блок, включаюший первый фазоинвертор, соединенный выходом со входом первого пре35 образователя код - сопротивление, выход которого соединен со входом первого преобразователя код — емкость и со входом первого операционного усилите40 ля, соединенного выходом с выходом первого преобразователя код — емкость, со входом второго фазоинвертора, с входом ограничителя амплитуды, подключенного выходом ко второму входу первого фазо45 инвертора, и с входом второго преобразователя код — сопротивление соединен- ного выходом со входом второго преобразователя код - емкость, с выходом управляемого ключа, сигнальный вход которого через резисторный делитель напряжения подключен к источнику постоя ного напряжения, и со входом второго операционного усилителя, соединенного выходом с выходом второго преобразователя код - емкость и с первым входом первого фазоинвертора, преобразователя код - сопротивление, первого и второго аттенюаторов сигналов синусоидальной г. е; : 8 формы, первого и второго аттенюаторов импульсов прямоугольной формы, перв ro и второго аттенюаторов импульсов пилообразной формы, фазоврашатель, выполненный в составе последовательно соединенных коммутатора квадрантов, подключенного входами к выходам первого и второго фазоинверторов, первого и второго операционных усилителей, двух преобразователей код — напряжение и суммируюшего каскада, выход которого соединен со входом преобразователя кодсопротивление второго аттенюатора сщ налов синусоидальной формы, первый и второй формирователи импульсов прямоугольной формы типа меандр", подклкьченные входами соответственно ко входу преобразователя код — сопротивление первого аттенюатора сигналов синусоидальной формы и к выходу суммирующего каскада фазоврашателя, а с выходами— ко входам преобразователей код — сопротивление первого и второго аттенюатора импульсов прямоугольной формы н ко входам первой и второй дифференцируюших цепей, первый и второй формирователи им- пульсов пилообразной формы, подключенные входами к выходам первой и второй дифференцируюших цепей, а выходамико входам преобразователей код — coripoтивление первого и второго аттенюатора импульсов пилообразной формы, сумматор импульсов, соединенный первым и вторым входами с выходами преобразователей код - сопротивление первого и второго аттенюаторов импульсов прямоугольной формы, первый и второй ограничители полярности, соединенные входами с первым и вторым выходами сумMQTopB импульсов, первую н вторуюфнльтруюшие цепи, соединенные. входами с вьь|ходами первого и второго ограничителей полярности, первый коммутатор выхода, соединенный входами с выходами преобразователей код - сопротивление первого аттенюатора сигналов синусоидальной формы, первого аттенюатора импульсов прямоугольной формы, первого аттенюатора импульсов пилообразной формы, с первым выходом сумматора импульсов, с выходом первого огрмп чителя полярности, с выходом первой фильтруюшей цепи, второй коммутатор выхода, соединенный входами с выходами преобразователей код — сопротивление второго аттенюатора сигналов синусоидальной формы, второго аттенюатора импульсовпрямоугольной формы, второго аттенюатора импульсов пилообразной формы, с вторым

91 rq

О t c регистра памлти.

I 9 вых Одом сумматора импуч1)сов, с BLLõ одсм ВторОГО Огра (ппIителя поляо1>ости, с выкодом второй фттдьтрутопте1й цепи, и регистр памяти, пстткл1очсщыйт од1ттп ти из выходов к управляюиптм входам пресоразоват элей код емкость, Icoo со-=. протиктение, код - напряжение, управпяемого кл1оча, коммутатора квадрант ов и коммутаторов выхода, о т л и ч а ющ и It с я тем, что, с целью повышения 1тт стабттльности частоты Выходных сиГналоВ, в Него Введеты блок умножения частоты и выделенття гармотики, кварцевый генератор, делитель частоты с постоянтым коэффициентом деленття, делитель частоTbI c перемен1ым коэффт1цттентоh .: деленття> формтгрова тель и>тттуттьс Ов малой дл цт етть-.

НОСТИ, ттмПУЛЬСНО-*т1>аЗОВЫй ДЕТЕКТОР, фильтр,птжIЙIх частот> первый и ВтОрОй преобразователтт напряжение — переменное о сопротивление, первый и второй управдяемы О 11ерекхпО>та тели > при этОм блок у м но>ке ния частотЬ И ВЬтттеденття ГарМОЕПтки выполнен в составе посдедовательно соедпнентых первого формт1рователя гармотптк, первого перестраиваемого фильтра, собранного по интегральной схеме из охва .1сттньтх положительной обрат ной свяЗЬ>О ТРЕТЬЕГО фаЗОИНВЕРтОРа, тРЕтЬЕГО и четвертого операционтых усилителей, третьего ц четв>еертого преобразователей код - емкость„ третьего и четвертого преобразователей код- опротивленне второго формирователя гармоник и второго перестраиваемого фильгра, собранного по шп еграторной схекте из охвачеттни ноложитсльной обратной связьто четвертого фазоинвертора, пятого и шестого

Операцион1ых усидит еней, ттягого и шесто=: го преобразователей код - емкость, ття-.тоГО и шестоГО преобразователей код с(протйт>леттие> пртт>тем Входт>1 и Вьтходт,т первого и Второго ьреобразоватедей 1тапряжение - переменное сопротивление соединены соотве 1-ственно со Входами и выходами первого н Второго преобразоватечей код — сопротивление, а их управляюшие входы подкдючены к Выходам фильтра нижних частот, соединенного входами с выходами импульсно-фазоаого детектора, подключенного первым входом к выходу формирователя импуль

COB МаЛОй ДднтЕЯЬНОСтИ, СОЕДИНЕННОГО входом через делитель частоты с пере= лте1ттым коэффициентом деления и делитедь частоты с постоянным коэффтшиентом деления с выходом кварцевого генератора, а вторым входом — к Выходу первого управляемого переключателя, соединенного первым входом с первым выходом второго управляемого перектпочатедя, подключенного Входом к выходу первого фазоинвертора, а вторым выходом — ко входу блока умножения частоты и выделения гармоники> Выход которого соединен со Вторым входом первого управляемогопереключателя,,в свою оче-, т>едь, управлятошие входы первого и второго уттравляемых переключателей, третьего, -,етвергого, пятого и шестого преобразователей код — емкость, третьего, четвертого, пятого и шестого цреобразователей код — сопротивление и делителя частоты с переменным коэффициентом.

ДСЛЕНИЯ СОЕДИНЕНЫ С ОДНИМ ИЗ ВЬ1ХОДОВ

Источники информации, ттринятые .ВО внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР,% >" 362399. кд. Н 03 В 19/00 1970.

2., Авторское свидетельство СССР по заявке М 2810587/1 821, . кл. Н 03 К 3/01 7, 06.08.79.