АДДИТИВНЫЙ ФОРМИРОВАТЕЛЬ СИГНАЛА ТРЕУГОЛЬНОЙ ФОРМЫ

Полезная модель относится к области радиотехники и вычислительной техники и может быть использована в радиолокации, в преобразователях "напряжение-временной интервал", широтно-импульсных модуляторах, устройствах временной задержки и т.д.
Известно устройство [Шустов М.А. Аддитивный формирователь сигнала треугольной формы. - Радиотехника, 2003, №1, (стр.95 - Рис.1)], содержащее фазовращатель, два двухполупериодных выпрямителя и сумматор, на выходе которого формируется сигнал треугольной формы.
К недостаткам устройства относятся:
1. Формирователь работает только на фиксированной частоте, при которой обеспечивается фазовый сдвиг входного синусоидального сигнала на 90°. При переходе на другую частоту необходима перенастройка параметров, обеспечивающая необходимый фазовый сдвиг на выходе фазовращателя.
2. Для работы формирователя необходимо использование входного сигнала достаточно большой амплитуды.
2. Необходим подбор диодов по критерию идентичности вольт-амперных и вольт-емкостных характеристик.
3. Наличие большого количества регулировочных элементов («компенсация», «баланс», «регулировка фазы»).
4. Сложность настройки формирователя (необходима последовательно-поочередная регулировка трех подстроечных резисторов).
Наиболее близким устройством к заявленной полезной модели по совокупности существенных признаков является, принятый за прототип, преобразователь
однофазного напряжения в трехфазное (А.с. СССР №1758799, кл. Н02М 5/14, опубл. 30.08.92, Бюл. №32), который содержит управляемый фазовращатель, преобразователь частоты в напряжение и сумматор, выход которого соединен с выходом аддитивного формирователя сигнала треугольной формы, вход которого соединен с входом преобразователя частоты в напряжение и с информационным входом управляемого фазовращателя.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является расширение функциональных возможностей устройства.
Технический результат, достигаемый при осуществлении полезной модели, заключается в расширении функциональных возможностей путем получения на выходе сигнала треугольной формы и обеспечения стабильных параметров формируемого сигнала при изменении частоты и амплитуды входного сигнала в широких пределах.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в аддитивный формирователь сигнала треугольной формы, содержащий управляемый фазовращатель, преобразователь частоты в напряжение и сумматор, выход которого соединен с выходом аддитивного формирователя сигнала треугольной формы, вход которого соединен с входом преобразователя частоты в напряжение и с информационным входом управляемого фазовращателя, дополнительно введены первый и второй двухполупериодные выпрямители, выходы которых соединены, соответственно, с первым и вторым входами сумматора, а входы соединены, соответственно, с информационным входом и выходом управляемого фазовращателя, управляющий вход которого подключен к выходу преобразователя частоты в напряжение.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить,
что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленной полезной модели. Следовательно, заявляемая полезная модель соответствует условию «новизна».
Введение в предлагаемое устройство первого и второго двухполупериодных выпрямителей обеспечивает возможность получения на выходе аддитивного формирователя сигнала треугольной формы при изменении частоты и амплитуды входного сигнала в широких пределах.
Полезная модель поясняется структурной схемой аддитивного формирователя сигнала треугольной формы, изображенной на фиг.1, и графиками, поясняющими принцип формирования выходного сигнала - на фиг.2.
Аддитивный формирователь сигнала треугольной формы содержит управляемый фазовращатель 1, преобразователь частоты в напряжение 2 и сумматор 3, выход которого соединен с выходом 4 аддитивного формирователя сигнала треугольной формы, вход 5 которого соединен с входом преобразователя частоты в напряжение 2 и с информационным входом управляемого фазовращателя 1. Выходы первого 6 и второго 7 двухполупериодных выпрямителей соединены, соответственно, с первым и вторым входами сумматора 3, а входы соединены, соответственно, с информационным входом и выходом управляемого фазовращателя 1, управляющий вход которого подключен к выходу преобразователя частоты в напряжение.
Работа аддитивного формирователя сигнала треугольной формы осуществляется следующим образом.
На вход 5 формирователя, а следовательно, на информационный вход управляемого фазовращателя 1 и вход преобразователя частоты в напряжение 2 подается сигнал
1
где А - амплитуда, а ω - круговая частота сигнала S(t), связанная с циклической частотой f известным соотношением ω=2πf.
На выходе преобразователя частоты в напряжение 2 формируется напряжение
чн
где К - коэффициент передачи преобразователя частоты в напряжение 2.
1
min
max
у
уmin
уmах
При изменении частоты f входного сигнала S(t) от f до f управляющее напряжение Е будет изменяться в диапазоне от Е до Е.
Управляемый фазовращатель 1 выполнен на базе всепропускающего фильтра первого порядка с передаточной функцией
у
где Т - управляемая постоянная времени; s - комплексная переменная.
Коэффициент передачи фазовращателя не зависит от частоты f и равен единице, а фазовый сдвиг определяется следующим выражением:
у
у
где Т=T/(m•Е) - управляемая постоянная времени;
m - масштабный коэффициент.
0
0
0
у
у0
Значение постоянной времени Т определяется из условия обеспечения необходимого фазового сдвига φ=φ+90° (или φ=φ-270°) на фиксированной частоте f (выбирается при Е=Е):
В этом случае на выходе управляемого фазовращателя 1 формируется сигнал
1
сдвинутый по отношению к сигналу S(t) на угол π/2, причем для любого значения частоты f.
1
2
Двухполупериодные выпрямители 6 и 7 обеспечивают (Фиг.2) получение модулей сигналов S(t) и S(t);
которые поступают на соответствующие входы сумматора 3.
3
4
В результате суммирования двух сигналов S(t) и S(t) на выходе сумматора 3 и, следовательно, на выходе 4 устройства формируется (Фиг.2) сигнал
треугольной формы с достаточно хорошей линейностью.
1
2
5
3
При K=К=1 на выходе 4 амплитуда сигнала S(t) будет равна амплитуде А входного сигнала S(t). На Фиг.2 графики построены для нормированного значения А=1.
Использование предлагаемой полезной модели позволит расширить функциональные возможности предлагаемого устройства путем получения на выходе аддитивного формирователя сигнала треугольной формы и обеспечить стабильные параметры формируемого сигнала при изменении частоты и амплитуды входного сигнала в широких пределах.