Управляемый фазовращатель

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении различных устройств: измерительных преобразователей , фазометров, систем фазовой автоподстройки частоты, следящих сис ,тем контроля и регулирования. Цель изобретения - повышение точности сдвига фазы синусоидального сигнала - достигается за счет введения блока 5 сравнения напряжений синусоидального сигнала и соответствующих функциональных связей. Кроме того, фазовращатель содержит блок 1 сдвига фазына 90, управляемые делители 2 и 3- напряжения, сумматор 4. Структура блока 5 зависит от требуемой точности операции фазового сдвига синусоидального сигнала. В простейшем ва- -рианте блок содержит амплитудные детекторы и пропорционально-интегральный регудятор на операционном усилителе выход которого является выходом блока. 1 табл., 1 ил. (Л идых It}

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) И!) (з)) 4 G 01 R 25/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4047661/24-21 (22) 01.04.86. (46) 07.08.87. Вюл. В 29 (71) Харьковский политехнический институт им. В. И. Ленина (72) В. У. Кизилов и А. П. Лазуренко (53) 621.317.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 985937, кл. Н 03 Н ll/20, 1980.

Авторское свидетельство СССР

В 907460, кл. 0 01 В 25/04, 1980. (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении различных устройств: измерительных преобразователей, фазометров, систем фазовой ав топодстройки частоты, следящих сис,тем контроля и регулирования. Цель изобретения — повышение точности сдвига фазы синусоидального сигнала— достигается эа счет введения блока 5 сравнения напряжений синусоидального сигнала и соответствующих функциональных связей. Кроме того, фазовращатель содержит блок 1 сдвига фазы на 90, управляемые делители 2 и 3 о напряжения, сумматор 4. Структура блока 5 зависит от требуемой точности операции фазового сдвига синусоидального сигнала.. В простейшем ва-рианте блок содержит амплитудные детекторы и пропорционально-интегральный регулятор на операционном усили- д теле, выход которого является выходом блока. 1 табл., 1 ил.

f(t) =A sin (ат, + ) =

= a sinut + Ъ cosset где А — амплитуда синусоидального сигнала 9

cp — угол сдвига фазы; а, Ь вЂ” коэффициенты пропорциональа ности, причем — = tp $, а

A = а + Ъ

Для реализации выражения (1) необходимо входной синусоидальный сигнал /

U< (t) = U, sinu t (2) преобразовать в сигнал, сдвинутый по фазе на 90

U (t) — — U sin(ut + 90 ) (3)

= U cosset

1 132

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении различных устройств, измерительных преобразователей, фазометров, систем фазовой автоподстройки частоты, следящих систем контроля и регулирования.

Цель изобретения — повышение точности сдвига фазы синусоидального сигнала.

На чертеже представлена структурНая схема предлагаемого фазовращателя.

Фазовращатель содержит блок 1 сдвига фазы на 90, управляемые делители 2 и 3 напряжения, сумматор 4 и блок 5 сравнения напряжений синуооидального сигнала. Входы блока 1, первого управляемого делителя 2 и

Второй вход блока 5 объединены и подключены к источнику входного синусоидального сигнала, выход блока 1 соединен с входом второго управляемого делителя 3, на управляющий вход которого подается напряжение управления фазовращателя, выходы управляемых де1 лителей.напряжения 2 и 3 соединены с входами сумматора 4, выход которого является выходом устройства, а также соединен с первым входом блока .5, выход которого соединен с управляющим входом первого управляемого делителя 2 напряжения.

Принцип действия управляемого фазовращателя основан на реализации известного математического выражения для синусоидальной функции

8764

-90 180 -180 с, град 0 90

25 П, (t) 30

Эту операцию в схеме выполняет блок сдвига фазы на 90 . Далее. алгоритм предполагает соответствующее изменение амплитуды полученных составляющих U< (t) и П,(t) так, что при дальнейшем суммировании на выходе устройства получают синусоидальный сигнал с необходимой фазой, причем важным требованием является сохранение амплитуды входного сигнала, Функцию управляемого измене— ния амплитуд квадратурных составляющих выполняют в схеме управляемые делители напряжения. Амплитуда составляющих должна изменяться в диапазоне от 0 до + Б„,. что определяется граничными углами сдвига фазы.

Соотношение амплитуд составляющих при указанных углах сдвига фазы приведено в таблице, U. 0 0 -U 1т.

U (t) 0 U -U 0 0

Необходимые коэффициенты деления для составляющих П,(t) и 13 (t), соответствующие требуемому углу сдвига фазы, пропорциональны sin u cos этого угла. Получение этих коэффициентов является основной трудностью при построении подобных структур фазовращателей.

В предлагаемом фазовращателе использовано то обстоятельство„ что амплитуда сдвигаемого по фазе сигнала должна оставаться неизменной, что позволяет просто решить задачу получения одного из указанных коэффициентов, При этом управление фазовращателем ведется по одной из составляющих, т.Е. напряжение управления, пропорциональное требуемому сдвигу фазы, подается на управляющий вход одн::го из управляемых делителей напря:ген .-:ч, а напряжение, пропорциональное необходимому коэффициенту деления другой составляющей, подается на управляющий вход управляемого делителя напряжения этой составляющей с выхода блока сравнения напряжений. При этом амплитуда выходного сигнала фазовращателя точно равна амплитуде входного

Формула изобретения

Составитель В. Шубин

Редактор О. Головач Техред М.Ходанич Корректор Д. Пилипенко

Заказ 3480/48

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Э 132876 сигнала, только при правильном соотношении коэффициентов деления состав-. лйющих U<(t) и U (t).

Диапазон углов сдвига фазы управВ ляемого фазовращателя зависит от того, по какой иэ составляющих ведется управление фаэовращателем.

Если на один иэ входов подавать напряжение составляющей входного сиг- 10 нала, а на другой. напряжение управления, то при К = 0,1 можно производить управляемое деление входного напряжения с хорошей линейностью и в широком диапазоне, причем при U = О, U,„ перемножителя тоже равно О, что позволяет получать точные фазовые о сдвиги на углы, кратные 90, т.е. когда в выходном сигнале фазовращателя присутствует только одна из составляющих с определенным знаком.

При использовании перемножителей аналоговых сигналов в качестве управляемых делителей напряжение управления фазовращателем должно из- 25 меняться в диапазоне от -Б„„ до +U „ цц„, что соответствует диапаа о зону фазовых углов сдвига от -90до +90.

Структура блока сравнения напряжений зависит от требуемой точности 30 операции фазового сдвига синусоидального сигнала, что в.конечном итоге выражается в законе, который реализует регулирующее устройство (пропорциональный, интегральный.и т.д.), и в способе ввода регулируемого па4

4 раметра (амплитудное значение синусоидального сигнала, среднее и т.д.).

В простейшем случае блок содержит амплитудные детекторы и пропорционально-интегральный регулятор на операционном усилителе, выход которого является выходом блока сравнения напряжений.. Управляемый фаэовращатель, содержащий два управляемых делителя нао пряжения, блок сдвига фазы .на 90 и сумматор, выход которого является выходом устройства, а входы подключены к выходам первого и второго управляемых делителей напряжения, входы которых соединены с источником синусоидального сигнала соответственно с первым — непосредственно, а с вторым — через блок сдвига фазы на 90 отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введен блок сравнения напряжений, первый вход которого соединен с источником синусоидального сигнала, а второй — с выходом сумматора,.а выход блока сравнения напряжений соединен с управляющим входом первого управляемого делителя напряжения, а вход управления сигналом управляемого фазовращателя соединен с управляющим входом второго управляемого делителя напряжения.