9.4.2. Генераторы кодовых комбинаций импульсов

Основным назначением ИГ кодовых комбинаций импульсов является приме­нение при настройке и проверке параметров импульсной, радиоэлектронной аппа­ратуры, устройств вычислительной техники и систем связи с импульсно-кодовой модуляцией. Многообразие конкретных требований является причиной появления самых различных структурных схем и режимов работы ИГ. Наряду с разнооб­разными кодовыми комбинациями импульсов (серии, группы, пакеты, сегменты и т. п.) могут формироваться псевдослучайные последовательности (ПСП) импульсов и образовываться комбинированные режимы с весьма сложными вы­ходными сигналами. Все это не даст возможности предложить типовую струк­турную схему таких ИГ. Ограничимся поэтому общими соображениями, учиты­ваемыми при формировании кодовых комбинаций и ПСП импульсов.

Кодовые комбинации образуются из отдельных элементарных импульсов с характерными кодовыми признаками: полярность, амплитуда, длительность, вре­менное расположение и т. п. Поэтому вначале, как правило, генерируются серии элементарных импульсов, а затем из этих серий с помощью кодового блока осу­ществляется выборка импульсов и формируются параметры импульсов кодовой комбинации. Управление параметрами может быть как ручным, так и по про­грамме от ЭВМ (или встроенного микропроцессора).

Под ПСП понимают последовательность импульсов, соответствующих нулево­му и единичному состоянию логических схем. Она формируется генератором ПСП на основе цифрового регистра сдвига с соответствующей обратной связью. Такая последовательность является периодической и получила название M-последовательности с периодом , где Т — период тактового генератора, а k — число включенных разрядов регистра. Схема соединения разрядов и их на­чальное состояние определяют порядок чередования в ПСП нулей и единиц. Чем больше число разрядов регистра, тем меньше ПСП отличается от случайной по­следовательности. Поэтому такой ИГ может выполнять функции цифрового гене­ратора шумовых сигналов, рассматриваемого в § 9.6.

9.5. Генераторы сигналов специальной формы

Генераторы сигналов специальной формы применяются в диапазонах инфранизких, низких и высоких частот.. В соответствии со своим назначением (см. § 9.1) они могут объединять схемные решения, уже рассмотренные при характеристике предыдущих видов ИГ, а также специфичные для диапазона инфранизких частот.

В диапазоне инфранизких частот ЗГ, как правило, представляет собой схе­му электронной модели гармонического процесса без затухания, описываемого дифференциальным уравнением

(9.2)

где — частота собственных колебаний системы. Решением уравнения (9.2) является гармонический сигнал (6.1), если электронная модель будет представлять собой линейный интегратор второго порядка или, что удобнее при практической

Рис. 9.9. Структурная схема инфранизкочастотного генератора гармонического сигнала.

реализации, соединение двух интеграторов первого порядка. Тогда уравнение (9.2) представляется эквивалентной системой двух дифференциальных уравнений:

(9.3)

которые получаются введением обозначения и подстановкой его в уравнение (9.2). Отсюда следует, что электронная модель гармонического про­цесса должна содержать не только два интегратора, но и один инвертор с ко­эффициентом передачи -1.

В современных инфранизкочастотных ЗГ применяются, как правило, интегра­торы Миллера на операционных усилителях (УО), для которых

(9.4)

Как видно из рис. 9.9, на интеграторы с помощью R1 и R2 подается лишь часть входного напряжения. Это учитывается при решении уравнения (9.2) вве­дением коэффициента <1, и тогда оно может быть конкретизировано с учетом

(9.3) и (9.4) как

Таким образом, частота генерируемого сигнала равна

откуда видно, что поддиапазоны изменения f удобно образовывать коммутацией как R, так и С, а плавную перестройку f в пределах поддиапазона осуществлять изменением . При линейных функциональных узлах гармонические колебания на­чинаются с бесконечно малых величин и медленно нарастают по амплитуде. Не­обходимо ограничить амплитуду колебаний и стабилизировать ее. Для этого в цепь обратной связи инвертирующего каскада вводится нелинейный элемент.

При прохождении гармонического сигнала через интегратор начальная фаза его изменяется, как известно, на . Поэтому в схеме рис. 9.9 уже существуют три сигнала, сдвинутые по фазе друг относительно друга на . Если к первому интегратору подключить дополнительный инвертирующий каскад, мы получим четыре квадратурных сигнала, из которых легко образуются две пары противофазных сигналов.

Если основной формой сигнала ИГ является не синусоидальная, а треуголь­ная и прямоугольная, то структурная схема ЗГ также представляет собой авто­колебательное кольцо, но в схему дополнительно включается релейный элемент (пороговое устройство с двумя устойчивыми состояниями). С выхода интеграто­ра теперь снимается сигнал треугольной формы, а с выхода релейного элемен­та — сигнал прямоугольной формы. Гармонический сигнал образуется с помощью дополнительного преобразователя треугольник — синус, а сигнал пилообразной формы — с помощью ФПИ (см. рис. 7.7).