Широкодиапазонный кодоуправляемый фазовращатель

 

ШИРСКОДИАПАЗОННЫЙ КОДОУПРАВЛЯЕМЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ , содержа1иий два преобразователя код - код, два цифроаналоговых преобра аователя ,коммутатор и сумматор, причем выходы коммутатора через цифроаналоговые преобразователи соединены с входами сумматора, выход которого соед1шен с выходом устройства, а входы управления иифроанадоговых преобразователей через преобразователи код код соединены с шиной кодового управления фазовык; сдвигом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности установки значешш фазового сдвига меходу входным и выходным напрял ениями в широком диапазоне частот , в него введены фазосдвигающкй элемент , первый и второй инвepтqpы, дешифратор квадранта, фазовый детектор, фильтр нижних частот и блок управления, причем вход устройства соединен с первым входом коммутатора непосредственно , с втфым входом - через первый инвертор, с третьим входом - через фааосдвигающий элемент. Выход которого через второй инвертер подсоединен к чет-. вертому входу коммутатора, вход управлеI ния фазосдвигающего элемента через : последовательно соединенные блок управ (Л ления и фильтр нижних частот соединен с с выходом фазового детектора, входы подсоединены к выходам коммутатора ,вход управления коммутатора че- , рез дешифратор квааракта по0соеаииен к шина кодовогоуправленияфазовым сцвигоМ.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) 01 Й 25/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1 ) 346 5 190/18-2 1 (22) 05.07.82 (46) 30.10.83. Бюл. N 40 (72) В. Н. Шпилька, Е. К. Батуревич, A. С. Гостищев> Н. В. Сандрацкий и С. П. Коба (53) 621.317.77(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 457047, кл. G 01 К 25/04, 1972.

2. Авторское свидотельство СССР

N 564607, кл. Q 01 К 25/04, 1974. (54) (57 ) ШИРСКС0ИАПА ЗОННЫЙ

КОДОУПРАВЛЯЕИЫЙ ФАЗОВРАШАТЕЛЬ> содержал;ий два преобразователя код — код, два цифроаналоговых преобразователя, коммутатор и сумматор, причем выходы коммутатора через цифроаналоговые преобразователи соединены с входами сумматора, выход которого соединен с выходом устройства, а входы управления цифроаналоговых преобразователей через преобразователи код— код соединены с шиной кодового управления фазовым сдвигом, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения точности установки значения фазового сдвига между входным и выходным напряжениями в широком диапазоне частот, в него введены фазосдвигающий элемент, первый и второй инверторы, дешиф. ратор квадранта, фазовый детоктор, фильтр нижних частот и блок управления, причем вход устройства соединен с первым входом коммутатора непосредственно, с вторым входом - через первый инвертор, с третьим входом - через фазосдвигающий элемент, выход которого через второй инвертор подсоединен к четвертому входу коммутатора, вход управле- < ния фазосдвигающего элемента через > последовательно соединенные блок управления и фильтр нижних частот соединен с выходом фазового детектора, входы С которого подсоединены к выходам коммутатора, вход управления коммутатора че-, рез дешифратор квааранта попс оеаинеи к ши- не кодовогоуправпеиияфазовым сдвигом.

1051453

Изобретение относится к фазоизмеритепьной технике и предназначено для кодового управления фазой синусоидяльного сигнала в широком диапазоне частот.

Устройство может быть использовано в 5 качестве преобразователя код-фазовый сдвиг для различных фазовых систем радиотехники, автоматики и связи.

Известен фазовря пят .пь, содержащий фазорасщепитель, формирователь кодов

10 синусной и косинусной зависимости, цифровые интеграторы, преобразователи кодналряжение и сумматор. В таком фаэоврашателе используется принцип векторного суммирования напряже ии, а управление

15 вносимым фазовым сдвигом производится с помощью цифрового кода (1).

Однако этот фазовря лптель не позволяет регулировать фазовый сдвиг в пре20 делах 0-360О, т.е, on не является круговым. Диапазон регулирования фазового сдвига в таком фязоврпиятеле равен с

90, 25

Наиболее близким к предлагаемому яв- ляется устройство цифрового регулирования фазы в широком диапазоне частот, содержащее регистр памяти, расщепитель фазы, коммутатор, два цифроаналоговых преобразователя код - напряжение и сумматор, вход устройства соединен с входом фазорасщепителя, его выходы связаны через коммутатор с входами преобразователей код - напряжение, выходы которых соеди- З5 нены со входами сумматора,а выход сумматора - с выходом устройства, управляюшие входы коммутатора и преобразователей код — напряжение подсоединены к выходам регистра памяти. В устройстве для регули-4О рования фазового сдвига используется принцип суммирования квадратурных напряжений, которые формируются с помошью квадратурного фазорасщепителя, состоящего иэ двух логарифмических преобразова- 45 телей фцры. Код устанавливаемого фазового сдвига в ЭВМ или пульте управления преобразуется в коды уровней синфазного и квадратурного напряжений, т.е. ЭВМ выполняет функцию преобразователя код - 50 код. Эти коды записываются в регистр памяти и управляют коэффициентами передачи преобразователей код - напряжение, Благодаря использованию логарифмических преобразователей и коммутатора в устрой- 55 стве достигнуто регулирование фазового сдвига в пределах 0-360 в диапазоне

0 частот (2) .

Начальный фазовый сдвиг зависит от частоты. Учет этого начального сдвига про.-раммным путем в БВМ требует больших аппаратурных затрат и нв позволяет получить высокую точность установки абсолютных значений фазового сдвига между входным и выходными напряжениями устройства.

Бель изобретения — повышение точности установки значения фазового сдвига между входным и выходным напряжениями фазовращателя t" в широком диапазоне частот.

Поставленная цель достигается тем, что в широкодиапаэонный кодоуправляемый фазоврашатель, . содержащий два преобразователя код - код, два цифроаналоговых преобразователя, коммутатор и сумматор, причем выходы коммутатора через цифроаналоговые преобразователи соединены с входами сумматора, выход которого соединен с выходом устройства, а входы управления цифроаналоговых преобразователей через преобразователи кодкод соединены с шиной кодового управления фазовым сдвигом, введены фазосдвигающий элемент> "первый и второй инверторы, дешифратор квадранта, фазовый детектор, фильтр нижних частот и блок управления, причем вход устройства соединен с первым входом коммутатора непосредственно, с вторым входом — через первый инвертор, с третьим входом— через фаэосдвигающий элемент, выход которого через второй инвертор подсоединен к четвертому входу коммутатора, вход управления фазосдвигающего элемента через последовательно соединенные блок управления и фильтр нижних частот соединен с выходом фазового детектора, входы которого подсоединены к выходам коммутатора, вход управления коммутаторе через дешифратор квадранта подсоединен к шине кодового управления фазовым сдвигом

На фиг. 1 представлена структурная схема широкодиапазонного кодоуправляемого фазовозвращателя; на фиг. 2 - вариант выполнения фазосдвигающего элемента

Широкодиапазонный кодоуправляемый фазоврашятель,. содержит фазосдвигающий элемент 1, первый и второй инверторы 2 и 3, коммутатор 4, блок 5 управления, фильтр 6 нижних частот, фазовый детектор 7, преобразователи

8 и 9 код — код, цифроаналоговые пре1051453 4

После сумматора 12 формируется напряжение

3 обраэователи 10 и 11, cy,»матор 12, дешифратор 13 квадранта.

Фаэовозврашатель работает следующим образом.

Входное напряжение В „U»и 4 фазу которого необходимо регулировать, поступает на первый вход коммутатора 4 непосредственно, на второй вход - через первый инвертор 2, на третий вход - через фазосдвигаю ций элемент 1 и на четвер- 10 тый - через второй инвертор 3. Фазосдвигающий элемент 1 изменяет фазу входного сигнала 0, на 90 . Коэффициент передачи инверторов и фазосдвигаю щего элемента 1 выбирают равпым едини-»5 це. Таким образом, на выходе коммутатора 4 формируются следующие ортогональные напряжения с равными амплитудами

Ц»= Ьх= 1

U. = ти ы»т»(са »80))

U =М»иб»й (,(д 90 ) 1

04= »я Ь»»»(ь)1 > 2ZO )

В зависимости от кода, поданного на ши- 25 ну управления фазовым сдвигом, дешифратор 13 квадранта формирует сигналы, управляющие коммутатором 4, на выходах которого получаются напряжения: Ц» и О» при регулировании фазового сдвига g в 30 пределах от 0 до 90 (90 Я О);

U q u Uq — 90-180; 02 и U 4 — 180О, 270; 04 и U» — 270-360о. Таким образом, фазовый сдвиг между выходными напряжениями коммутатора 4 в любом его состоянии равен 90, Эти напряже0 ния поступают на входы цифроаналоговых преобразователей 10 и 11, коэффициент

„ передачи по напряжению которых управляетс код ми "с «g Коды " и с р в 40 соответственно значениям 6 in и cogq, где Ч - значение задаваемого фазового сдвига. Эти коды формируются преобразователями 8 и 9 код - код, которые преобразуют код К, соответствующий задаваемо-45 му фазовому сдвигу (у, в кодыКс = cos cp и q S»»»q соответственно. Преобразователи 8 и 9 код - код могут быть выполню ны на основе постоянных запоминающих элементов или вычисляться с помощью микропроцессора. Если на входы цифроаналоговых преобразователей 10 и 11 посту-. пают, например, напряжения Ug и 03, то выходные напряжения Ll»0 и U»» этих преобразователей равны соответс твенно

Ц»о ="з "» = "и» cpeCps»n t <»

U»»= kc U» - II y»и q> coswt (д Bb,X ="(p "»»=Ч»и(сова e»p 4+ М

+ »и(p coB(a)Ц=Я G»»1(у +» }

Если фазовый сдвиг между выходными напряжениями коммутатора 4 не равен

90, то на выходе фазового детектора 7 появляется напряжение, постоянная составляющая которого Л пропорциональна отклонению фазового сдвига от 90 .

Напряжение h выделяется фильтром 6 нижних частот, усиливается блоком 5управления и изменяет фазовый сдвиг, вносимый фазосдвигающим элементом 1, таким образом, чтобы. фазовый сдвиг выходных сигналов коммутатора 4 стремился к 90 .

Коэффициент передачи фазосдвигающего элемента 1 по напряжению ky определяется выражением

"ч= > (ц

I-II roc Rq где модуль коэффициента передачи к„ . =1, а фазовый сдвиг(, определяется выражение м

l 1 . с ц

При43 С R =1Д =90. Для выполнения этого условия в широком диапазоне частот удобно изменять сопротив» ление резистора Rq так, чтобы Му =в

В качестве управляемого резистора R может использоваться оптоэлектрический преобразователь или цифроаналоговый преобразователь код — сопротивление.

Предлагаемое устройство позволяет регулировать фазовый сдвиг в пределах

0-360о, при этом значение фазового сдвига соответствует управляющему коду и не содержит аддитивной составляюшейй. Устройство может работать в диапазоне частот с коэффициентом пере и»ах крытия по частоте "п - > 1000. Для m»и, известного (базового) устройства коэф ,фициент перекрытия по частоте трудно обеспечить больше 20.

Благодаря введению новых блоков и их функциональных связей исключены принципиальные ограничения, препятствующие получению высокой точности установки заданных значений фазовых сдвиговых в широком диапазоне частот.

1051453

Составитель ЙХ Макаревич

Редактор М. Ткач Техред Т,Маточка Корректор А. Тяско

Закав 8658/44 Тираж 7 10 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4