Фазовращатель

 

Устройство относится к измерительной технике. Может найти применение при определении амплитуднофазовых характеристик объектов автоматического управления. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается введением измерителя периода сдвигаемого сигнала с входом 12 и информационными выходами 18, узла управления емкостью конденсатора с входом 11. Конденсатор 7 выполнен с управляемой емкостью.Кроме того, устройство содержит вход 1, операционный усилитель 5, фазосдвигающую цепочку, состоящую из резисторов 4 и конденсатора 7. При использовании данного фазовращателя как звена системы автоматического управления повышается скорость отработки регулируемого параметра, так как быстродействие описанного фазовращателя достаточно высоко и составляет один период сдвигаемого сигнала. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. i (Л ЕЗ СО СО О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU 129019 (51)4 G 01 R 25/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 38434 13/24-21 (22) 11.01.85 (46) 15.02 ° 87 ° Бюл. N- 6 (72) С.Д.Ли, Д.В.Мирошан и M.À.1 àäüêî (53) 621.3 17.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 736022, кл. G 01 R 25/04, 1977.

Достал И. Операционные усилители.

/Под ред. М.В.Гальперина. — М.:

Мир, с. 512. (54) ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ (57) Устройство относится к измерительной технике. Может найти применение при определении амплитуднофазовых характерис1ик объектов автоматического управления. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается введением измерителя периода сдвигаемого сигнала с входом 12 и информационными выходами

18, узла управления емкостью конденсатора с входом 11. Конденсатор 7 выполнен с управляемой емкостью.Кроме того, устройство содержит вход 1, операционный усилитель 5, фазосдвигающую цепочку, состоящую из резисторов 4 и конденсатора 7. При использовании данного фазовращателя как звена системы автоматического управления повышается скорость отработки регулируемого параметра, так как бысЖ тродействие описанного фазовращателя достаточно высоко и составляет один период сдвигаемого сигнала.

2 з.п. ф-лы, 1 ил. С:

1290196

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при определении амплитудно-фазовых характеристик объектов автоматического управления, фазовой синхронизации работы различных устройств

Цель изобретения — повыщение быстродействия устройства.

На чертеже представлена функциональная схема фазовращателя.

Фазовращатель содержит вход 1, три резистора 2 — 4> один из которых (4) переменный, операционный усилитель 5, выход 6 фазовращателя, переменный конденсатор 7 с управляемой емкостью, повторитель 8 напряжения, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП)

9, второй повторитель 10 напряжения, вход 11 узла управления емкостью конденсатора, вход 12 измерителя периода сдвигаемого сигнала, формирователь 13 короткого импульса, элемент 14 задержки, счетчик 15 импульсов, регистр 16 памяти, генератор

17 импульсов образцовой частоты, информационные выходы 18 измерителя периода, регистра 16 памяти.

Широкополосный фазавращатель имеет операционный усилитель 5, два постоянных резистора 2 и 3, один из которых (3) включен между выходом операционного усилителя 5 и его инверсным входом, а второй (2) — между инверсным входом операционного усилителя 5 и входом 1 фазовращателя, фазосдвигающую цепочку, состоящую из последовательно соединенных переменного резистора 4 и конденсатора 7, точка соединения которых подключена к инверсному входу операционного усилителя 5, свободный выход переменного резистора 4 соединен с входом 1 фазовращателя, а выход операционного усилителя 5 соединен с выходом 6 фазовращателя, измеритель периода сдвигаемого сигнала, вход 12 которого соединен с входом 1 фазовращателя, и узел управления емкостью конденсатора, кодовые входы управления которого соединены с информационными выходами 18 изме.— рителя периода, причем измеритель периода содержит формирователь 13 короткого импульса, генератор 17 импульсов образцовой частоты, элемент

14 задержки, счетчик 15 импульсов и регистр 16 памяти. Вход формирователя 13 соединен с входом . l2 измерителя норис да, вих >п формироватс ля

13 короткого импульса подключен непосредственно к входу управления регистра 16 памяти и через элемент

14 задержки к входу сброса счетчика

15 импульсов, счетный вход которого соединен с выходом генератора 17 импульсов образцовой частоты, разрядные выходы счетчика 15 импульсов подключены к соответствующим информационным входам разрядов регистра l6 памяти, а информационные выходы измерителя периода которого соединены с соответствующими кодовыми входами узла управления емкостью конденсатора из двух повторителей

8 и 10 напряжений и ЦАП 9. При этом вход первого повторителя 8 напряжения соединен с входом 11 узла управления емкостью конденсатора и одной из обкладок конденсатора 7, а выход. повторителя 8 напряжения подключен к входу опорного напряжения

ЦАП 9, кодовые входы управления которого соединены с информационными выходами 18 регистра памяти измерителя периода, выход DAII 9 под— ключен через второй повторитель

10 напряжения к второй обкладке конденсатора 7.

Устройство работает следующим образом.

Входное напряжение с периодом Т поступает через вход 1 устройства на входы операционного усилителя 5 через резисторы 2 и 4, а также на вход формирователя 13 короткого импульса через вход 12 измерителя периода сдвигаемого сигнала. Короткие импульсы, соответствующие моментам перехода сдвигаемого сигнала через нулевой уровень с периодом следования Т„, с выхода формирователя 13 короткого импульса поступают на вход записи регистра 16 памяти и через элемент 14 задержки на вход установки нуля счетчика 15 импульсов, на счетный вход которого поступают импульсы с выхода генератора

17 импульсов образцовой частоты. Счетчик 15 импульсов обеспечивает преобразование периода следования входного напряжения в код за один период входного сигнала, причем кодовая комбинация в нем при окончании процесса преобразования определяется следующим равенством:

1290196 и (1)

06Р где п — число импульсов образцовой частоты, поступивших на вход счетчика импуль5 сов 15 за один период входного сигнала;

Т„ — период входного сигнала;

Т вЂ” период следования импульоьр. сов образцовой частоты.

Со счетчика 15 импульсов код, пропорциональный периоду следования входного сигнала, записывается в регистр 16 памяти, с выхода 18 которого поступает на кодовые входы управления ЦАП 9 узла управления емкостью конденсатора.

Входной сигнал с выхода переменного резистора 4 поступает на одну из обкладок конденсатора 7 и через первый повторитель 8 напряжения подается на вход опорного напряжения

ЦАП 9, выходной сигнал которого через второй повторитель 10 напряжения по- 25 дается к другой обкладке конденсато— ра 7.

Изменение коэффициента передачи

ЦАП 9 приводит к изменению разности потенциала, прикладываемого к конден- gg сатору 7, что эквивалентно изменению его емкости.

Коэффициент передачи ЦАП 9 живых и Тх (2) 35 в N Тоь .оьр где Н вЂ” информационная емкость UAII.

Эквивалентная емкость конденсатора 7 описывается следующим выражением: где С вЂ” номинальное значение емкости конденсатора 7.

Из операционного уравнения известного фазовращателя следует, что модуль усиления фазовращателя равен единице, а фаза выходного сигнала определяется выражением л I q = — 2 arctg и„ С R (4)

55 где Q — круговая частота входноного сигнала.

Из выражений (3) и (4) следует, что

Т„ с = — 2 arctg Я„ оьр

2 или

2 arctg " C R, (5)

+x Тх где 63 <>gp

Т круговая

06Р частота сигнала образцовой частоты.

Иэ (5) следует, что сдвиг фазы выходного сигнала фазовращателя не зависит от частоты входного сигнала.

Этот выходной сигнал поступает на выход 6 фазовращателя.

При использовании данного фазовращателя как звена системы автоматического управления повышается скорость отработки регулируемого параметра, так как быстродействие предлагаемого фазовращателя значительно выше по сравнению с известным и составляет один период сдвигаемого сигнала.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Фазовращатель, содержащий операционный усилитель, два постоянных резистора, один из которых включен между выходом операционного усилителя и его инверсным входом, фазосдвигающую цепочку, состоящую из последовательно соединенных переменного резистора и конденсатора, первый вывод переменного резистора соединен с входом фазовращателя, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия конденсатор выполнен с управляемой емкостью и введены измеритель периода входного сигнала и узел управления емкостью, I при этом общая точка соединения переменного резистора и конденсатора соединена с неинвертирующим входом операционного усилителя и входом узла управления емкостью конден- сатора, выход которого соединен с второй обкладкой конденсатора, вход измерителя периода входного сигнала соединен с входом фазовращателя, а выходы соединены с информационными входами узла управления емкостью, 1290! 96 ключены к соответствующим разрядным входам регистра памяти, а разрядные выходы регистра памяти соедиНр.lbl с соответствующими информационными выходами измерителя периода сдвигаемого сигнала.

Составитель В.Шубин

Техред А.Кравчук Корректор Н.Король

Редактор М.Товтин

Заказ 7895/41 Тираж 751 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 при этом выход операционного усилителя соединен с выходом фазовращателя а конденсатор выполнен управляемым напряжением.

2. Фазовращатель по п. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что измеритель периода сдвигаемого сигнала содержит формирователь короткого импульса, генератор импульсов образцовой частоты, элемент задержки, счет- 10 чик импульсов и регистр памяти,причем вход формирователя короткого импульса соединен с входом измерителя периода сдвигаемого сигнала,.выход формирователя короткого импульса подключен непосредственно к управляющему входу регистра памяти и через элемент задержки к входу сброса счетчика импульсов, счетный вход которо— го соединен с выходом генератора импульсов образцовой частоты, разрядные выходы счетчика импульсов под3. Фазовращатель по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что узел управления емкостью конденсатора содержит два повторителя напряжения и цифроаналоговый преобразователь,причем вход первого повторителя напряжения соединен с входом узла, выход этого повторителя напряжения подключен к входу опорного напряжения цифроаналогового преобразователя, кодовые входы управления которого соединены с входами управления узла, а выход цифроаналогового преобразователя подключен через второй повторитель напряжения к выходу узла.