Фазосдвигающее устройство

 

ФАЗОСДВИГАЮВДЕЕ УСТЮЙСгаО по авт. св. N 657541, отличают ее с я тем, чю, с целью расширения функг циоивлышх возможностей, оно снабжено фазовращателем 90°-ного сдвига, тремя перемножителями , пятым и шестым фильтрами, двумя квадраторами, блоком вьпштания и блоком DTiZbiLi деления, причем выход второго фильтра через связанные между собой первый перемножитель , пятый фильтр и первый квадратор, а также выЯод четвертого фильтра через связанные между собой второй перемножитель, шестой фильтр и второй кващ)атор подключены к блоку вычитания, выход которого подключен к первому входу блока деления, второй вход которого через третий перемножитель подключен к выходам пятого и шестого фильтров, фазовращатель 90 -ного сдвига включен между выходом второго фильтра и втортлм входом второго перемножителя, а второй вход трвшх) перемножителя подключен к выходу четвертого фильтра. 0) с ф сд ф

СОЮЗ СОВЕТСКИХ юса ъи РЕСПУБЛИН

SU.„101

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ н ввтавснаив свиавтвавствт

3 (6!) 657541 (21) 3353715/24-07 (22) 19.11.81 (46) 23.05.83. Бюл. И 19 (72) JI. Д. Огородиийчук (53) 621.314.252 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1Р,657541, кл. Н 02 М 1/08, 1976. (54) (57) ФАЗОСДВИГАВЩБЕ УСТРОЙСТВО по авт. св. У 657541, о r л н ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функ-..: циональных возможностей, оно снабжено фазо. вращателем 90 -ного сдвига, тремя перемножителями, пятым и шестым филь|рамн, двумя квадраторами, блоком вычитания и блоком деления, причем выход второго фильтра через связанные между собой первый перемножнтель, пятый фильтр и первый квадратор, а также вы)сод четвертого фильтра через свя. занные между собой второй перемножитель, шестой фильтр и второй квадратор подключены к блоку вычитания, выход которого подключен к первому входу блока деления, второй вход которого через третий перемножитель подключен к выходам пятого и шестого фильтров, 4азоврашатель 90 -ного сдвига вклю. чен между выходом второго фильтра и вторапе входом второго перемножителя, а второй вход первого перемножителя подключен к выходу четвертого фильтра.

1019561

Изобретение относится. к электротехнике и может быть использовано в преобразовательной технике.

Ло основному авт. св. Р 657541 т1тазосдвигающее устройство содержит фазовращатель с блоком управления, три смесителя, четыре фильтра и генератор, причем выход первого смесителя через первый фильтр и второй смеситель соединен со, вторым фильтром и через третий фильтр и третий смеситель соединен с четвертым фильтром, а выход генератора подключен непосредственно ко вторым входам второго и третьего смесителя и через фазовращатель — ко второму входу первого смесителя. Кроме того, устройство содержит фаэовращатель, подключенный на вход первого смесителя -(1).

Недостатком известного фазосдвигающего устройства является низкая разрешающая способность по фазе, что не позволяет исследовать малые изменения характеристик отдельных типов узлов и, таким образом,,ограничивается число решаемых задач.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем повышения чуствительности по фазе.

Поставленная цель достигается тем, что фаэосдвигающее устройство снабжено фазовращателем 90 -ного сдвига, тремя перемножителями, пятым и шестым Фильтрами, дву- .30 мя квадраторами, блоком вычитания и блоком деления, причем выход второго фильтра через связанные между собой первый перемножитель, пятый фильтр и первый квадратор, а также выход четвертого фильтра через связанные между собой второй перемножитель, шестой фильтр и второй квадратор подключены к блоку вычитания, выход которого подключен к первому входу блока деления, второй вход которого через третий пере- 40 множитель подключен к выходам пятого и шестого фильтров, фазовращатель 90 -ного сдвига включен между выходом второго фильтра и вторым входом второго перемножителя, а второй вход первого перемножителя подклю- 45 чен к выходу четвертого фильтра.

На чертеже приведена структурная схема фазосдвигающего устройства (ФСУ) .

ФСУ содержит смеситель 1 с первым фазовращателем, смесители 2 и 3, фильтры 4, 5, 6, 7, 8 и 9 неремножители 10, 11 и 12 квадраторы 13 и 14, второй фаэовращатель 15 с блоком управления и. третий фазовращатель 16 фиксированного фазового сдвига 90, генератор. 17, а также блоки 18 вычитания и деления 19. Фильтр 4 настроен на суммарную ком- 55 бинационную частоту продуктов преобразования и включен между смесителем 1 и смесителем

2, фильтр 5 настроен на раэностную комбинационную частоту и включен между смесителем

1 и смесителем 3, фильтры 6 и 7 настроены на комбинационные частоты, равные частоте входного сигнала, и включены на выходах соответственно смесителей 2 и 3, генератор 17 подключен к второму входу смесителя 1 через фазовращатель 15 и к вторым входам смесителей 2 и 3 — непосредственно. Леремножитель 10 подключен входами к фильтрам 6 и 7, перемножитель 11 первым входом подключен к фильтру 7 — непосредственно, и вторым входом к фильтру 6 — через фазовращатель 16, фильтр 8 включен между перемножителем 10 и квадратором 13, фильтр 9 включен между перемножителем 11 и квадратором

14, причем фильтры 8 и 9 обеспечивают выделение постоянной составляющей напряжения, перемножитель 12 подключен к выходам фильтров 8 и 9, блок 18 вычитания — к выходам квадраторов 13, 14 и блок деления — к выходам перемножителя 12 и блока 18 вычитания.

Генератор 17 является общим гетеродином для всех трех смесителей. Он формирует гармоническое гетеродинное напряжение постоянной амплитуды, которое поступает на вторые входы смесителей 2 и 3 — непосредственно и на второй вход смесителя 1 через фазовращатель 15. С помощью фазовращателя 15 начальную фазу гармонического напряжения на втором входе смесителя 1 изменяют на величину, Ч .

На первый вход смесителя 1 поступает гармонический сигнал постоянного уровня.

В результате линейного преобразования на выходе смесителя 1 ттолучают сигналы комбинационных частот с одинаковыми амплитудами и зеркально-симметричными фазовыми сдвигами, С помощью фильтров 4 и 5 обеспечивают частотное разделение компонент комбинационных сигналов. Для определенности предположим, что фильтр 4 выделяет сигнал суммарной комбинационной частоты, а фильтр 5 — сигнал разностей комбинационной частоты. Выделение компоненты поступает на первый вход соответственно смесителей 2 и 3, в которых подвергаются линейному преобразовыппо. В результате преобразования на выходе смесителей 2 и 3 получают сигналы комбинационных частот, причем частота одного компонента в каждом из двух случаев равна частоте входного сигнала.

Фильтры 6 и 7 настроены на сигналы комбинационных частот, равных частоте входного сигнала, и выделяют их. Поэтому на выходах фильтров 6 и 7 имеют место сигналы, кото-. рые можно представить соответственно выражениям

О., = К со5 (% 4 + тт + Y) (1) ! 9561 4

Кроме того, -напряжения (4), (5) возводят в квадрат соответственно в квадраторах 13, 14, в результате чего получают напряжения

06= K cps 2Ч

«Я 4 (7)

У 1 2 г,2 У

1 т

10 (9) 9=2Ч !

5 (3) который и определяет чувствительность ФСУ по фазе.

Чувствительность повышается;.если обработку напряжений (1), (2) произвести в соот- 20 ветствии с приведенной на чертеже схемой.

Напряжения (1), (2) перемножают в перемножителе 10 и из продуктов перемножения выделяют фильтром 8 постоянную составляющую (10) U -<

25 Напряжение (10) принимают за разность фаз и нсполъзуют для ее индикации. Из сравнения (10) и (3) видно, что чувствительность по разности фаз в (10) увеличена в 2 раза. Раз. личные значения разности фаэ (10) или ее приращения можно измерят> в декартовой или полярной системах координат. Малые фазовые сдвиги удобно измерять в декартовой системе координат. В этом случае

О» — К соз2Ч

1 2

2 (4) 35 с высокой степенью точности.

Использование изобретения обеспечивает повышение чувствительности по фазе в два раза и позволяет расширить функциональные

1» возможности устройства. (6) 0 =- — К Фп ч-г

1 4

Составитель В. Бунаков

Техред О.Неце

Редактор Г. Волкова

Корректор В. Гирняк

Заказ 3721/49 Тираж 687

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раущская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

0 Ксов(ы + -

2 где К= 00г., 0,м/, г- соответственно амплиту2 да, частота и начальная фаза входного сигнала;

U . — амплитуда гетеродинного напряжения генератор» ра 17, г — фазовый сдвиг, задаваемый фазовращателем 15.

Амплитуды сигналов (1), (2) равны между собой и не зависят от фазовых сдвигов, а взанмнъ1й фазовый сдвиг между сигналами

Далее напряжение (1) после сдвига фазы на

90 в фазовращателе 16 перемножают с напряж:пнем (2) в перемножителе 11 и из продуктов перемножения фильтром 9 вьщеляют постоянную составляющую

- — 2 » 2

1 2 (5)

Полученные напряжения (4), (5) перемножаются в перемножителе 12, в результате чего получают напряжения

Из (7) вычитают (8) в блоке 18 вычитания и на полученный результат делят напряжение (6) в блоке 19 деления. На его выходе получают следующее напряжение

Поскольку амплитуды напряжений (1), (2) постоянны, то нх, а также выбором соответствующих коэффициентов передачи узлов схемы амплитуды напряжений (4) — (9) можно обеспечить равными единице. Для этого режима схемы