Generatore di oscillazioni armoniche mediante elementi logici a controllo digitale. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Il generatore di oscillazioni armoniche portato all'attenzione dei lettori è destinato all'uso in vari dispositivi di ingegneria radiofonica con controllo digitale. Il generatore è costruito su una base di elementi accessibili e prevede la formazione di oscillazioni armoniche con parametri stabili. L'articolo fornisce un metodo per calcolare il generatore.

Lo schema funzionale del generatore è mostrato in fig. uno.

Riso. 1 Schema funzionale del generatore

La generazione di oscillazioni armoniche richiede il soddisfacimento di due condizioni [1]:

• bilancio delle ampiezze Kos*K=1;
• equilibrio di fase φ_к+ φ_asse\u0,2d XNUMX * π.

Come amplificatore di feedback Kos, di regola, un inverter con φ_asse = pi. Come amplificatore K, è consigliabile utilizzare un filtro passa-banda [2], che fornisce lo sfasamento φ necessario in questo caso alla frequenza di risonanza_k = pi. L'elevata pendenza della risposta di fase del filtro nella banda passante garantisce la formazione di oscillazioni con una frequenza stabile e le sue proprietà selettive: la soppressione delle armoniche.

Il filtro [2] viene utilizzato come filtro passa-banda nel generatore proposto. Il generatore è eccitato alla frequenza di risonanza del filtro passa-banda, che è determinata dall'espressione:

dove R (G) e C sono la resistenza (conducibilità) e la capacità del circuito di temporizzazione.

Si può vedere dall'espressione (1) che la frequenza di generazione è proporzionale alla conduttività del circuito di temporizzazione, che fornisce una legge di controllo della frequenza lineare.

Lo schema del generatore di oscillazioni armoniche è mostrato in fig. 2. Viene realizzato un filtro passa-banda sugli elementi DD1.2-DD1.4, sull'elemento DD1.1 - un amplificatore di feedback e sugli elementi DD2.1-DD2.4 e RM - una matrice di resistenza controllata digitalmente. La struttura del filtro permette di ottenere alle uscite tensioni antifase, per le quali è necessario utilizzare in aggiunta Uout2. Gli ingressi IN0 e IN 1 sono ingressi digitali per il controllo della frequenza di generazione.

(clicca per ingrandire)

Di seguito è riportato un metodo per calcolare il generatore.

1. Impostiamo i valori fmin - la frequenza di generazione inferiore, Df - il passo di sintonizzazione, n - il numero di cifre del numero binario del segnale di controllo digitale.
2. Accettiamo С1=С2=С e R7=R5=R.
3. Impostiamo il valore di С e dalla formula (1) troveremo il valore di R.
4. Determiniamo il valore di RM usando la formula
5. Determiniamo il valore di fmax con la formula
6. Definiamo R3 con la formula
7. Determiniamo R2 dalla relazione R2= R3/0,7.

Sulla fig. 2 mostra i valori degli elementi ottenuti a seguito del calcolo secondo il metodo sopra per fmin=1,5 kHz, Δf=1,5 kHz e n=2.

In generale, la frequenza di uscita è

dove i è il numero di ingresso (bit della parola di controllo); ai - valore del segnale all'ingresso di controllo (log. 1 o log. 0); n - larghezza di bit della parola di controllo.

Le resistenze nella matrice di conduttanza sono determinate dalla formula:

Se è necessario ottenere una legge di variazione continua della frequenza, le resistenze RM sono sostituite da un doppio potenziometro con una resistenza Rn e una resistenza Radd collegata in serie ad essa. I valori di queste resistenze si trovano dalle formule:

Nel generatore, è possibile utilizzare i microcircuiti K561LA7, K561LE5 quando accesi in base al circuito dell'inverter. Con una tensione di alimentazione di 3 V, il generatore consuma una corrente di 1-3 mA.

L'uso di microcircuiti estranei simili della serie 74AC, 74NS aumenterà significativamente la gamma di frequenza operativa, circa 10-15 volte.

Nel caso di una grande larghezza di parola della parola di controllo, come matrice di conducibilità può essere utilizzato un potenziometro digitale a due canali prodotto da Microchip (serie MCP42XXX). I suoi indubbi vantaggi includono dimensioni ridotte, bassi consumi e costi relativamente contenuti.

Letteratura:

1. Bystry Yu. A., Mironenko I. G. Circuiti e dispositivi elettronici - M .: Higher School, 1989.
2. Onyshko D. Filtro passa banda su inverter CMOS. - M.: Circuito, 2001, n. 7.

Autore: Dmitry Onyshko, oda78@pisem.net; Pubblicazione: radioradar.net

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