SU1262702A1 - Формирователь переменного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Может быть использовано Б качестве прецизионного источника переменного напр жени  инфранизких и звуковых частот. Цель изобретени  - повышение точности формировани  переменного напр жени  за счет исключени  посто нной составл ющей. В устройство, содержащее генератор 1 тактовых импульсов, распределитель 2 импульсов, преобразователь 3 периодкод , блок 4 переключателей, блок 5 источников временных токов, усилитель 6, резистор 11, конденсатор 15, введены резистор 7, автономный источник 1 О питани , выходной усилитель 13. Устройство содержит щину 8 питани  и общую шину 9. Автономный источник 10 питани  и щина 12  вл ютс  бипол рными. Усилитель 6 может быть выполнен с коэффициентом передачи, равным или больше единицы, на операционном усилителе дл  неинвертирующес 5S го режима работы, характеризующемс  большим входным сопротивлением, слусл жащим согласующим звеном дл  сохранени  метрологических параметров аппроксимации . 2 ил. ГчЭ О5 ГО О э

Description

Изобретение относится к измери1262702 ции токов блоком 4 переключателей на тельной технике и может быть исполь резисторах 7 и 11 образуются ступензовано в качестве прецизионного источника- переменного напряжения инфранизких и звуковых частот. ₅

Цель изобретения - повышение точности формирования переменного напряжения за счет исключения постоянной составляющей.

На фиг.1 показана структурная схе- ю ма формирователя; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Формирователь переменного напряжения содержит генератор 1 тактовых импульсов, выход которого соединен с 15 входами распределителя 2 импульсов и преобразователя 3 период - код. Управляющие входы блока '4 переключателей поразрядно подключены к выходам распределителя 2, входы - к выходам блока 5 источников взвешенных токов , первые выходы разрядов - к входу усилителя 6 и к первому выводу резистора 7, другой вывод которого связан с шиной 8 питания блока 5 источников взвешенных токов, вторые выходы разрядов подключены к общей шине 9 автономного источника 10 питания и к первому выводу резистора 11, другой вывод которого связан с шиной 8. Шина 12 питания автономного источника 10 питания соединена с шинами питания усилителя 6 и выходного усилителя 13. Выход усилителя 6 через преобразователь 14 код - сопротивление подключен к входу выходного усилителя 13 и через конденсатор 15 - к общей шине 9, связанной с усилителями би 13. Выход преобразователя 3 подключен к входу преобразователя 14.

Автономный источник 10 питания и шина 12 являются биполярными.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает периодическую последовательность импульсов (фиг.2а), которая поступает на рас- . пределитель 2, выполненный, например, на основе регистра с обратной связью, Последний формирует серию периодических последовательностей импульсов (фиг.26), каждая из которых поступ'ает на управляющий вход соответствующего разряда блока 4 переключателей. При этом происходит коммутация по требуемому закону взвешенных токов формируемых блоком 5 источников взвешенных токов. В результате коммутачатые аппроксимации, прямая и инверсная (фиг.26 и?), так как любому изменению тока через резистор 7, обусловленному перебросом контактов блока 4 переключателей, соответствует точно такое же зеркальное изменение тока через резистор 11, но с обратным знаком. Поэтому прямой ступенчатой аппроксимации синусоидального напряжения на резисторе 7 .(фиг. 26) соответствует точно такая же зеркальная аппроксимация на резисторе 11 (фиг.2 г).

При равенстве резисторов 7 и 11 и коммутации блоком 4 переключателей одних и тех же взвешенных токов блока 5 параметры аппроксимаций идентичны, т.е. имеют равные постоянные составляющие V и сдвинуты по фазе на о о

180 . Поэтому ступенчатая аппроксимация переменного напряжения .удваивает25 ся (Фиг.2d), а постоянная составляющая компенсируется. Такая операция снятия сигнала равнозначна вычитанию из прямой аппроксимации ей инверсной. Для передачи удвоенного сигнала ап₃₀ проксимации в последующие элементы устройства один из выводов резисторов 7 или 11, не связанный с общей шиной 9, должен быть принят за общий, например, вывод резистора 11, а другой (вывод резистора 7) - за сигналь35 ный. При этом условно принятая общая шина и сигнальный вывод изменяют свой потенциал по форме ступенчатых аппроксимаций (фиг.2ги 2 6) соответственно. Поэтому передача сигнала в χ» V / последующий элемент устройства (усилитель 6) в случае связи его общего зажима с общей шиной источников взвешенных токов (не показана), не искажая этот сигнал, невозможна. Подклю45 чение.к последующему элементу устройства (усилителю 6) возможно благодаря подключению к точке соединения вторых выходов переключателей с резистором 11 общей шины автономного ⁵⁰ источника ГО питания, не искажающего ни одну из ступенчатых аппроксимаций, и, поэтому, условно принятая общая шина становится общей шиной 9 автономного источника 10 питания, а вы55 вод с резистора 7 становится сигнальным выходом, имеющим удвоенную амплитуду аппроксимации без постоянной составляющей. Такой сигнал является входным для усилителя 6, питаемого автономным источником 10 питания, при этом сам усилитель 6 может быть выполнен с коэффициентом передачи, равным или больше единицы, на опера- 5 ционном усилителе для неинвертирующего режима работы, характеризующемся большим входным сопротивлением, служащим согласующим звеном как для сохранения метрологических парамет- 10 ров аппроксимаций, так и для связи с перестраиваемым RC-фильтром, построенным на преобразователе 14 и конденсаторе 15 и обеспечивающим подавление высших гармоник и получение хо-15 рошей формы синусоидального сигнала (фиг.2е). Усилитель 13 обеспечивает согласование выходного динамического сопротивления перестраиваемого RCфильтра с внешней нагрузкой. 20

Таким образом, на выходе устройства формируется синусоидальный сигнал без постоянной составляющей.

Claims (1)

12 Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в качестве прецизионного источника переменного напр жени  инфранизких и звуковых частот. Цель изобретени  - повьшение точности формировани  переменного напр жени  за счет исключени  посто нной составл ющей. На фиг.1 показана структурна  схе- о ратным ма формировател ; на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу Формирователь переменного напр же ни  содержит генератор 1 тактовых им пульсов, выход которого соединен с входами распределител  2 импульсов и преобразовател  3 период - код, Управл ющие входы блока 4 переключателей поразр дно подключены к выходам распределител  2, входы - к выхо Дам блока 5 источников взвешенных то ков, первые выходы разр дов - к входу усилител  6 и к первому выводу ре зистора 7, другой вывод которого св  зан с щиной 8 питани  блока 5 источников взвешенных токов, вторые выходы разр дов подключены к общей шине 9 автономного источника 10 питани  и к первому вьгеоду резистора 11, дру гой вьгоод которого св зан с шиной 8. Шина 12 питани  автономного источника 10 питани  соединена с шинами питани  усилител  6 и выходного усилител  13. Выход усилител  6 через пре образователь 14 код - сопротивление подключен к входу выходного усилител  13 и через конденсатор 15 - к общей шине 9, св занной с усилител ми 6 и 13. Выход преобразовател  3 подключен к входу преобразовател  14. Автономный источник 10 питани  и шина 12  вл ютс  бипол рными. Устройство работает следующим образом . Генератор 1 вырабатывает периодическую последовательность импульсов (фиг,2а), котора  поступает на распределитель 2, вьшолненный, например на основе регистра с обратной св зью Последний формирует серию периодичес ких носледовательностей импульсов (фиг.2с), кажда  из которых поступает на управл ющий вход соответствующего разр да блока 4 переключателей. При этом происходит коммутаци  по требуемому закону взвешенных токов формируемых блоком 5 источников взве щенных токов. В результате коммута02J ции токов блоком 4 переключателей на резисторах 7 и 1 1 образуютс  стуггенчатые аппроксимации, пр ма  и инверсна  (фиг . 2 Ь и), так как любому изменению тока через резистор 7, обусловленному перебросом контактов блока i переключателей, соответствует точно такое же зеркальное изменение тока через резистор 11, но с обзнаком . Поэтому пр мой ступенчатой аппроксимации синусоидального напр жени  на резисторе 7 ,(Фиг.2б) соответствует точно така  же зеркальна  аппроксимаци  на резисторе 11 (фиг.2 г). При равенстве резисторов 7 и 1 и коммутации блоком 4 переключателей одних и тех же взвешенных токов блока 5 параметры аппроксимаций идентичны , т.е. имеют равные посто нные составл ющие V и сдвинуты по фазе на о о 180 . Поэтому ступенчата  аппроксимаци  переменного напр жени  .удваиваетс  (фиг.2а), а посто нна  составл юща  компенсируетс . Така  операци  сн ти  сигнала равнозначна вычитанию из пр мой аппроксимации ей инверсной. Дл  передачи удвоенного сигнала аппроксимации в последующие элементы устройства один из вьшодов резисторов 7 или 11, не св занный с общей шиной 9, должен быть прин т за общий, например, вьшод резистора П, а дру гой (вывод резистора 7) - за сигнальный . При этом условно прин та  обща  шина и сигнальный вывод, измен ют свой потенциал по форме ступенчатых аппроксимаций (фиг.2 г и 26) соответственно . Поэтому передача сигнала в последующий элемент устройства (усилитель 6) в случае св зи его общего зажима с общей шиной источников взвешенных токов (не показана), не искажа  этот сигнал, невозможна. Подключение к последующему элементу устройства (усилителю 6) возможно благодар  подключению к точке соединени  вторых выходов переключателей с резистором 11 общей шины автономного источника 10 питани , не искажающего ни одну из ступенчатых аппроксимадай, и, поэтому, условно прин та  обща  .шина становитс  общей шиной 9 автономного источника 10 питани , а вывод с резистора 7 становитс  сигнальным выходом, имеющим удвоенную амплитуду аппроксимации без посто нной составл ющей. Такой сигнал  вл етс  входным дл  усилител  6, питаемого автономным источником 10 питани , при этом сам усилитель 6 может быть вьтолнён с коэффициентом передачи, равным или больше единицы, на операционном усилителе дл  неинвертирующего режима работы, характеризующемс  большим входным сопротивлением, служап1им согласующим звеном как дл  сохранени  метрологических параметров аппроксимаций, так и дл  св зи с перестраиваемым RC-фильтром, пост роенным на преобразователе 14 и кон денсаторе 15 и обеспечивающим подав ление высших гармоник и получение xo рощей формы синусоидального сигнала (фиг.2с). Усилитель 13 обеспечивает согласование выходного динамического сопротивлени  перестраиваемого RCфильтра с внепшей нагрузкой. Таким образом, на выходе устройст ва формируетс  синусоидальный сигнал без посто нной составл ющей. Формула изобретени  Формирователь переменного напр же ни , содержащий генератор тактовых импульсов, выход KOTOpofo соединен с входами распределител  имI I I 1 024 пульсов и преобразовател  периоЛГ код, блок переключателей, входы разр дов которого соединеныС выходами блока источников взвешенных токов, а управл ющие входы - с выходами распределител  импульсов, первый резистор , включенный между шиной питани  блока источников взвешенных токов и первыми выходами разр дов блока переключателей и входом усилител , выход которого соединен с входом преобразовател  код - сопротивление, выход которого через конденсатор соединен с общей шиной усилител , отличающийс  тем, что, с целью повьщтени  точности формировани  переменного напр жени , в него введены второй резистор, автономный источншс питани  и выходной усилитель, причем первый вьшод второго резистора соединен с шиной питани  блока источников взвешенных токов, а второй вывод - с вторыми выходами разр дов блока переключателей и общими шинами усилител , выходного усилител  и автономного источника питани , выход которого подключен к шинам питани  усилител  и выходного усилител , выход которого  вл етс  выходной шиной устройства. I I t Г t I