SU834866A1 - Функциональный генератор - Google Patents

Description

(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР

I

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в радиотехнике , св зи, электронной технике, автоматике , приборостроении и машиностроении.

Известен функциональный генератор, в котором имеютс  цифровые управл емые сопротивлени , операционные усилители и счетно-решающие цепи 1.

Однако такой генератор не позвол ет получить однопол рные импульсы с переменной скважностью, что актуально в электронной , вычислительной и измерительной технике (проверка логических схем, пороговых устройств, схем совпадений, амплитудных анализаторов, импульсных вольтметров, широкополосных усилителей и т. д.).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению  вл етс  функциональный генератор, в котором установка однопол рных импульсов осуществл етс  путем смещени  посто нной составл ющей двухпол рного пр моугольного сигнала 2.

Недостатки известного генератора - низка  точность установки выходных однопол рных импульсов из-за наличи  паразитного импульса противоположной пол рности достаточно большой амплитуды, большое врем  установки выходнь1х однопол рных импульсов.

Цель изобретени  - повышение точности и сокращение времени установки вуходных однопол рных импульсов.

Дл  достижени  цели в функциональный генератор, содержащий релаксатор, преобразователь напр жени , переключатель формы сигналов, первый, второй и третий контакты которого подключены соответственно к выходам пр моугольного и треугольного сигналов релаксатора и к выходе синусоидального сигнала упом нутого преобразовател , вход которого св зан с выходом треугольного сигнала релаксатора, потенцио-; метр регулировки амплитуды, один вывод которого соединен с подвижным контактом переключател  формы сигналов, второй вывод соединен с шиной нулевого потенциала, а подвижный контакт через первый входной

резистор св зан с инвертирующим входом выходного операционного усилител , у которого неинвертирующий вход соединен с шиной нулевого потенциала, выход через резистор обратной св зи соединен с инвертирующим входом, потенциометр смещени  посто нной составл ющей, включенный между источниками разнопол рных стабилизированных напр жений, второй входной резистор, присоединенный одним выводом к инвертирующему входу выходного операционного усилител , дополнительно введены переключатель смещени , операционный усилитель, первый, второй и третий резисторы , первый и второй диоды, переключатель пол рности импульсов на три направлени  (а, б, в), при этом переключатель смещени  механически св зан с переключателем формы сигналов и имеет такое же число контактов , подвижный контакт переключател  смещени  соединен с вторым выводом второго входного резистора, первый, второй и третий контакты переключател  смещени  подключены к подвижному контакту потенциометра смещени  посто нной составл ющей , а четвертый контакт упом нутого переключател  соединен с щи ной нулевого потенциала , третий резистор включен между выходом пр моугольного сигнала релаксатора и инвертирующим входом операционного уси лител , неинвертирующий вход которого соединен с щиной нулевого потенциала, первый и второй резисторы одним выводом подключены к инвертирующему входу операционного усилител , анод первого и катод второго диодов подключены к выходу операционного усилител , вторые выводы первого и второго резисторов соединены соответственно с первым контактом переключател  пол рности импульсов направлени  а и с вторы м-контактом того же переключател  направлени  б, у которого первый контакт соединён с вторым контактом упом нутого переключател  направлени  а и инвертирующим входом операционного усилител , катод первого и анод второго диодов подключены соответственно к подвижным контактам переключател  пол рности импульсов направлений а и б, которые в свою очередь св заны соответственно с первым и вторым контактами упом нутого переключател  направлени  в, подвижный контакт которого подключен к четвертому контакту переключател  формы сигналов. На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого генератора. Функциональный генератор содержит релаксатор 1, преобразователь 2 напр жени , переключатель 3 формы сигналов, потенциометр 4 регулировки амплитуды, первый входной резистор 5, выходной операционный усилитель 6, резистор 7 обратной св зи , выходное гнездо 8, потенциометр 9 смещени  посто нной составл ющей, второй входной резистор. Ю ереключатель 11 смещени , операционный усилитель 12, первый, второй и третий резисторы 13-15, первый и второй диоды 16 и 17, переключатель 18 пол рности импульсов на три направлени  (а, б, и в), источники 19 и 20 разнопол рных стабилизированных напр жений. Устройство работает следующим образом . Выходы пр моугольного и треугольного сигналов релаксатора 1, а также выход синусоидального сигнала преобразовател  2 напр жени  «треугольник-синус, у которого вход соединен с выходом треугольного сигнала релаксатора, св заны с первым, вторым и третьим контактами переключател  3 формы сигналов, подвижный контакт которого соединен с выводом потенциометра 4 регулировки амплитуды, второй вывод которого подключен к щине нулевого потенциала , а подвижный контакт через первый входной резистор 5 св зан с инвертирующим входом выходного операционного усилител  6, у которого неинвертирующий вход подключен к щине нулевого потенциала, между выходом и инвертирующим входом включен резистор 7 обратной св зи, а выход соединен с выходным гнездом 8, потенциометр 9 смещени  посто нной составл ющей включен между источниками разнопол рных стабилизированных напр жений, второй входной резистор 10 одним выводом св зан с инвертирующим входом выходного операционного усилител , а другим - с подвижным контактом переключател  11 смещени , первый, второй и третий контакты которого соединены с подвижным контактом потенциометра смещени  посто нной составл ющей , а четвертый - с щиной нулевого потенциала . К инвертирующему входу операционного усилител  12 одним выводом присоединены , резисторы 13-15,вторым выводом третий резистор подключен к выходу пр моугольного сигнала релаксатора, анод первого диода 16 и катод второго диода 17, подключены к выходу операционного усилител , вторые выводы первого и второго резисторов подключены соответственно к первому контакту переключател  18 пол рности импульсов направлени  а и второму контакту того же переключател  направлени  б, у которого первый контакт соединен с вторым контактом упом нутого переключател  направлени  а и инвертирующим входом операционного усилител . Катод первого и анод второго диодов подключены соответственно к подвижным контактам переключател  пол рности импульсов направлений а и б, которые св заны соответственно с первым и вторым контактами переключател  направлени  в, подвижный контакт которого подключен к четвертому контакту переключател  формы сигналов. Дл  получени  пр моугольных однопол рных импульсов подвижный контакт переключател  3 формы сигналов устанавливаетс  на контакт потенциометра 4, а подвижные контакты переключател  18 - в положение I, если на входе потенциометра 4 необходимо иметь положительный импульс и в положение II, если необходимо иметь отрицательный.

Рассмотрим работу предлагаемого генератора на примере положительного импульса .

Пр моугольный двухпол рный сигнал со скважностью поступает на операционный усилитель (ОУ) 12. В течение положительного , полупериода входного сигнала на выходе ОУ возникает отрицательный сигнал, который через диод 17 попадает на суммирующую точку ОУ (точка а), имеющую нулевой потенциал.

В то же врем  этот отрицательный сигнал запирает диод 16. Таким образом, B этот полупериод сигнал на выход не проходит . В течение отрицательного полупериода входного сигнала на выходе ОУ возникает положительный сигнал, который запирает диод 17 и проходит через диод 16 на выход (если подвижные контакты переключател  18 в верхнем положении, то на выход проходит положительный импульс, если же они в нижнем положении - отрицательный ). Далее с подвижного контакта переключател  18 в выходной сигнал положительной пол рности подаетс  на контакт 4 переключател ,3 формы сигналов.

Благодар  механической св зи между переключател ми 3 и 11 посто нна  составл юща  выходного сигнала при заземленном резисторе 10 оказываетс  точно равной нулю , что невозможно осуществить в известном устройстве, где нет установки нулевого потенциала.

Генератор также обеспечивает точность формировани  однопол рных импульсов без заходов в обратную пол рность.

Генератор реализуетс  достаточно просто , так как нова  часть генератора (одна ИМС, два диода, три резистора, один переключатель и втора  галета переключател  формы сигналов) значительно проще любого из основных УЗЛОВ генератора (релаксатор, преобразователь, выходной Операционный усилитель), которые дл  получений высоких метрологических характеристик выполн ютс , как правило, по достаточно сложным схемамна дискретных элементах. Использование нового переключател  11, механически св занного с переключателем формы сигналов в сочетании с новыми элементами 12- 18, составл ющими прецизионный двухпол рный ограничитель, выгодно отличают предлагаемый генератор от известного.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Функциональный генератор, содержащий релаксатор, преобразователь напр жени , переклю.чатель формы сигналов, первый, второй и третий контакты которого подключены

   соответственно к выходам пр моугольного и треугольного сигналов релаксатора и к выходу синусоидального сигнала упом нутого преобразовател , вход которого св зан с выходом треугольного сигнала релаксатора , потенциометр регулировки амплитуды , один вывод которого соединен с подвижным контактом переключател  формы сигналов, второй вывод соединен с шиной нулевого потенциала, а подвижный контакт через первый входной резистор св зан с инвертирующим входом выходного операционного усилител , у которого неинвертирующий вход соединен с щиной нулевого потенциала, выход через резистор обратной св зи соединен с инвертирующим входом потенциометр смещени  посто нной составл ющей , включенный между источниками разнопол рных стабилизированных напр жений , второй входной резистор, присоединенный одним выводом к инвертирующему входу выходного операционного усилител , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и сокращени  времени установки выходных однопол рных импульсов, в него дополнительно введены переключател смещени , операционный усилитель, первый второй и третий резисторы, первый и второй диоды, переключатель пол рности импульсов на три направлени  (а, б, в), при этом переключатель смещени  механически св зан с переключателем формы сигналов и имеет такое же число контактов, подвижный контакт переключател  смещени  соединен с вторым выводом второго входного резистора , первый,второй и третий контакты переключател  смещени  подключены к подвижному контакту потенциометра смещени  посто нной составл ющей, а четвертый контакт упом нутого переключател  соединен с шиной нулевого потенциала, третий резистор включен лЛежду выходом пр моугольного сигнала релаксатора и инвертирующим входом операционного усилител , неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала , первый и второй резисторы одним выводом подключены к инвертирующему входу операционного усилител , анод первого и катод второго диодов подключены к выходу операционного усилител , вторые выводы первого и второго резисторов соединены соответственно с первым контактом переключател  пол рности импульсов направлени  а и вторым контактом того же переключател  направлени  б, у которого первый контакт соединен с вторым контактом упом нутого переключател  направлени  а и инвертирующим входом операционного усилител , катод первого и анод второго диодов подключены соответственно к подвижным контактам переключател  пол рности импульсов направлений а к б, которые в свою очередь св заны соответственно с первым и вторым контактами упом -нутого переключател  направлени  в, подвижный контакт которого подключен к четвертому контакту переключател  формы сигналов.

   Источники ийформации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Смолов В. Б. Вычислительные преобразователи с цифровыми управл емыми

   сопротивлени ми, М.-Л., Госэнергоиздат, 1961, с. 111, рис. 53.
2. 2. Проектирование и применение операционных усилителей. Под ред. Дж. эма, Дж. Тоби и Л. Хьюлсмана, М., «Мир, 1974. с. 408, рис. 10.8.