166794. lajstromszámú szabadalom • Eljárás négyszöghullám-szinuszjel átalakítására
166794 és páratlan függvények esetében vagy tisztán szinuszos, vagy tisztán koszinuszos sorra egyszerűsödik. Tegyük fel, hogy az alábbi -F(coí)-ből kell eltávolítani valamely tagot: (2) F(cot) = a0 + ax sin cot + a2 sin 2coí + + a3 sin 3coí... Lehetőségek: — hagyományos módszer: frekvenciafüggő átviteli tényezőjű tagra visszük F(cot)-t és így kiszűrjük a megfelelő tagot, — javasolt eljárás: hozzuk létre például a „k" tag eltávolítására az/(euí) segédfüggvényt: (3) /(coí) = ak sin kcot és képezzük az F(cot) —f(cot) különbségfüggvényt. Fázisazonosság esetén a különbségfüggvényben nem szerepel a sin kcot tag. Az /(coí) függvényt több függvény összegeként is előállíthatjuk. A fenti eljárás szerint először létre kell hozni az f(cot) segédfüggvényt, majd egy összeadó áramkörrel képezni kell az F(a>t) —/(coí) különbségfüggvényt. Amikor a frekvenciapontosság, -stabilitás elengedhetetlen követelmény, akkor kvarcgenerátort alkalmaznak. Digitálisan egyszerűen lehet frekvenciát osztani, de ebben az esetben a kimeneten négyszöghuüám alakú jelet kapunk, melyből csak az alapharmonikus kiszűrésével kaphatunk szinuszos jelet. Ebben az esetben a szűrővel szemben támasztott követelmény nagy. Célunk az, hogy a szűrőkkel szemben támasztott követelményeket csökkentve, egy viszonylag széles sávban változó frekvenciájú négyszöghullámú jelből a felharmonikusokat kiszűrve, szinuszos jelet állítsunk elő. Az eljárást rajzok alapján példák kapcsán ismertetjük részletesebben. A rajzokon az 1. ábra a szinusz jel generátor kapcsolási vázlata, a 2. ábra kétoldalas impulzus-sorozat, a 3. ábra négyszöghullám, a 4. ábra szinuszjel generátor változata. A működési elv megértéséhez vegyük figyelembe, hogy l U 0 < coí < TT (4) F((of) = -U n < (üt < 2?r periodikus négyszöghullám Furie-sora az alábbi alakú: áA 1 (5) F(cot) = (sin/coí) + — sin 3coí ... 71 3 1 2Ä+1 sin {2k + 1/coí) = _ 4A ^ sin (2k + l)coí ~~ TI do 2k+l Digitálisan elő tudjuk állítani a kívánt frekvenciát és annak páratlan számmal szorzott tagjait, ha rendelkezésünkre áll ezen frekvenciák legkisebb közös többszöröse. 15 40 (6) /(3orf) = — ^ n * = o /( 5 W í) = Í^2 /(7C0Í) : áA Z , sin (2k + l)3coí 24+1 sin (2k + í)5coí 2k+l sin (2k + l)7coí TI ic~o 2k+l 10 Vonjuk F(ait) -bői a következőképpen súlyozott segédfüggvényeket: ) 1 60 65 (7) |/(3coí); |/(5coí); Ö 5 :/(7coí). Belátható, hogy ekkor a különbségfüggvény m .•. 4.4 / . sin llcoí si (8) JC (coí) = sm cot H (-•••+• 71 \ 11 ) 20 Természetesen több felharmonikust is kiküszöbölhetünk ilyen módon, de gyakorlatilag csak a fenti (6)-tal megadott segédfüggvényeket célszerű létrehozni. Ezeket a műveleteket analóg műveleti erősítőkkel könnyen el tudjuk végezni és egy további 25 felülvágó szűrővel a 11., 13. stb. felharmonikusokat is egyszerűen el tudjuk távolítani. így a szűrő kimeneti jelében csak a szinuszos alapharmonikus jelenik meg. Az (5) és (8) egyenlet összehasonlítása mutatja a 30 találmány előnyét a hagyományossal szemben. A szinuszjel generátor hatásvázlata és elvi kapcsolási rajza az 1. ábrán látható. Az I. blokk egy 105-ös osztó, melynek bemenetére egy változtatható frekvenciájú négyszöghullám kerül, kimenetei pedig 35 a II. kombinációs áramkört hajtják meg. AII. blokk feladata az, hogy az I osztó számlálóiból kikapuzza az fi> fz> fs> fi 0,5 kitöltési tényezőjű négyszöghullámokat. A fenti /L .../, frekvenciákat a következőképpen definiálhatjuk: k/b< 105 íz /bi 35 /5 = Ke 21 /,= /be 15 A II kombinációs áramkör feladata az is, hogy 45 /phez képest/3,/ 5 ,/ 7 jelek ellenkező fázisban legyenek. Ebben az esetben /i + 77/3 + —fs + —/? a (8) összefüggést hozza létre az analóg összegező. 50 A II kombinációs áramkör kimenetei a Tlt T 2 , T z , Tá tranzisztorokból; az R, Rv , R v R 2 , R s , R v iü 5 , Re R 7 ellenállásokból és a (— E) műveleti erősítőből álló összeadó áramkört hajtják meg. A megfelelő súlyozás létrehozásához az ellenállások értékeit a 55 következőképpen kell megválasztani: B1 + B = B V R2 + R = ZR V R3 -(- R = 5Rv R, + R = 1RV 1 erősítés 1/3 erősítés 1/5 erősítés 1/7 erősítés Az R6 és R1 ellenállások nullponteltolást végeznek. A műveleti erősítő kimenetére a 40 dB/dek-os felülvágó aktív III szűrő csatlakozik. 2
