Устройство сдвига фазы на 90 @

 

Изобретение относится к измерительной технике и упрощает устройства фазового сдвига на 90° за счет регулирования сдвига фазы на выходе без регулирования используемой фазосдвигающей цепи. Сигнал с выхода фазосдвигающего элемента 1, не имеющего регулировки фазы, суммируется в сумматоре 3 с сигналом, прошедшим через управляемый по модулю и знаку коэффициента передачи делитель 2 напряжения. Сигнал на управляющий вход делителя 2 подается с выхода фазового детектора 5 через интегратор 4. Входными сигналами фазового детектора 5 являются входной и выходной сигналы устройства. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИ)(СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (1) 4 !. 01 R 25!04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ СРМДЮ ЕПЬС7 ВУ

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П.(НТ СССР (21) 4381759/24-21 (22) 22.02.88 (46) 30.09.89, Бюл. У 36 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) В.У.Кизилов и А.П.Лаэуренко (53) 621,317.77(088,8) (56} Авторское свидетельство СССР

У 451019, кл. С О1 R 25/04, 1974.

Авторское свидетельство СССР

М 1051453, кл. С 01 R 25/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО СДВИГА ФАЗЫ НА 90 (57} Изобретение относится к измерительной технике и упрощает устрой2 ства фазового сдвига на 90 за счет регулирования сдвига фазы на выходе без регулирования используемой фаэосдвигающей цепи. Сигнал с выхода фазосдвигающего элемента i, не имеющего регулировки фазы, суммируется в сумматоре 3 с сигналом, прошедщим через управляемый по модулю и знаку коэффициента передачи, целитель 2 напряжен-1я Ситl:KT на управляющий вход делител» 2 подается с выхода фаэово5 через HHTE.i p<:., op 4 .

Входными сигналами фазового детектор= 5 явля.отся входной и выходной сигналы устройс ",а. 3 ил.

3 15! 170

Изобретение относится K измеритель ной технике и может быть использовано при построении фазосдвигяющих устройств, предназначенных для формирования синусоидального напряжения, ) Q фаза которого сдвинута на 90 относи= тельно исходного „Подобные устройства необходимы при построении различных фазовращающих схем, где пведполагяется квадратурное расщепление входного синусоидального сигнала, фильтров симметрич»ых cocòавляющ»г." э устройствях энергетичеСкой язтомятики фазо распределяющих схем для фазового уп- !5 рявления; вентилями, в измерительных преОбразовЯтелях реЯктивной мощности и в дру,гих случаях.

Цель изобретения — увеличени то--.ности за счет использования фазосдви-- 0 гяющей цепи без элементов регулировки„.

На фиг. 1 представлена структурная схемЯ устройстВЯ сдвигЯ фазы на 90 фиг. 2 — эпюры напряжений на выхоце

- я фазового детектора при различных рас- -- стройках Ь фазосдвигающего элемента., на фиг. 3 — принципиальная схема фазосдвигающего элемента, реайизованного ня операционном усилителе с фязовым звеном первого порядка.

Ня фиг. 1 показаны фазосдвигяющий злемент 1, управляемый по модулю и знаку коз рфициентя передачи делитель

2.напряжения, сумматор 3, ин егрятор

4 и фазовьгл детектор 5. Ходом устрой 3,: ства является вход фязосцвигающего элемента 1, со .диненный со входом делителя 2 напряжения и первым входом фазового детектора 5. Выходы йазосдвигающего элемента 1 и делителя 2 напря-40 жения соединены соответственно со входами сумматора 3,. выход .;:Оторого является выходом устройства и соединен со вторым входом фаэoвого детектора 5, .выход которого подсоединен ко 45 входу интегратора 4, а выход послед-. него coepHнен с управляющим входом делителя 2 напряжения. . яссмотрим работу устройства при точной настройке фязосдвигающегс элемента 1 на получение сдвига фазы,, о

Ф равного 90, т,е, когда на егс выходе име=òcÿ сигнал U>< Я1п(ь)».+90 ; — -П сой, 1: ьх

Б,цанном случае на выходе интег-.

55 ратора 4 напряжение равно нулю, так как напряжение чя выходе фазового детектора 5 будет иметь вид,, приведенньм на фиг, 2а, При его усрецнении интегратором 4 получим 0 .,..„„ =О. Управляемый делитель 2 напряжения в этом случае-не пропускает на выход входной синусоидальный сигнал, а на выходе суммаropa присутствует выходной сигнал фязосдвигающего элемента- ° ко Toрый является ОртО гоняльным вхоцному сигналу.

Предположим, что произошла расстройка фазосдвигающего элемента 1 либо вследствие изменения частоты входного сигнала, либо вследствие изменения номиналов фазосдэигающей цепи, В этом случае на выходе элемента 1 будет присутствовать сигнал

U „Я 1п (а + 90 + h Q) =U со Я (u3 t+6E() .

Используя известное математическое разложение

СОЯ (ХХ » ) СОЯ Х "ОЯ У+ Я1П Х Я1П можно представить выходной сигнал фазосдвигающего элемента 1 в следуюЩЕМ ВИДЕ

U „. cos (at+68) =U „coshycosgtП 4 Я 1М(р Я 1пЫС

Отсюда., сигнал, который по фазе ортогОнялен Входном ИОжнО получить если к выходному сигналу фязосдвигающего элемента 1 прибавить входной сигнал устройства, амплитуда которого зависят от величины фязовой расстройки,Ц и Равна Us„Я1п, т „е.

0, „cosset=U Äcos (ut+hq)+U „sinaqsin4)t. (2)

Описанный принцип в дан.", . устройстве реализуется с помощью управляемого делителя 2 напряжения и сумматора 3. При наличии фазовой расстройки 6Q выходное напряжение фазового детектора 5 будет иметь вид, приведенный на фиг, 2б или фиг. 2в в зависимости от знака hq. Усредняя это напряжение, интегратор » будет накапливать напряжение на выходе, уровень которого будет пропорционален величине, я полярность — знаку фазовой расстройки ЬЦ>. Напряжение с выхода интегратора ч прикладывается к управляющему ьходу делителя 2 и задает необходимьй коэффициент деления амплитуды входного синусоидального сигналя и его знак. Сигнал с выхода делителя 2 сумяируется с выходным сигналом фязосдвигакщего элемента 1 и таким образом изменяет его фазу.

Следящий контур в установившемся ре .5! 1705 ратара, Й/х

ФХ жиме устанавливает амплитуду синусаидального сигнала Б (t) такой. чтобы при дальнейшем суммировании с сигна лом U, (t) на выходе устройства был получен сигнал Б, соз4), при катарам выходной сигнал Ааза во га де тек тора

5 будет иметь вид, близкий к виду на фиг. 2а, и выходное напряжение интегратора 4, достигнув определенной величины, будет поддерживать необходимую амплитуду сигнала П.(С), которая должна бь ть равна Ы3,„sxn q"

Б качестве управляемого делителя 15 напряжения целесообразно использовать аналоговые неремножители (например, 525ПС2Б), вьпталняющие четырехквадрантнае перемножение сигналов, что позволяет изменять амплитуду входно- 20 го синусоидального сигнала с учетом величины и знака напряжения на вьхаде интегратора.

Экспериментальные исследования устройства показали, чта при нсгальзовании в качестве фазосдвнгающего элемента простейшей фазасдвигающей цепи первого порядка (фиг, 3)и при значительных расстройках этого звена о (dg=,+30 ) точность поддержа ия фa=-ы выходного сигнала находится г-. преве"пах 0. 2l: а " "0 : у(-,p c ";" L . б;1 " c, т T .; " е- "р..",; в ством, что позволяет повысить тачо ность задаваемого 90 сдвига фазы у любой фазосдвигающей цепи, в частнссти не имеющей органов "eãóëêpîíêè.

Ф а м у л а н з о б р е т е н и я

УcòðÃéñóÁñ сдвига фазы на 90, содержащее фазссдвигающнй элемент, фазовый детектор и интегратс р, вход котарага сае. .т ен с выходом фазово; а детектора, один из входов которого соединен с вхсдом фазосдвигающега элемента, являющегося входам устройства, а т л и ч а ю щ е е с я тем, чта„ с целью увели==.ения точности, в него ввеце.-а управляемый :0 модулю и знаку коэффициента передачи,.",елитель напряжения и сумматор, выход которого является выходом устройства и соединен с вторым входом фазового детектора, а входы сумматора — соответственно с выходами фазосдвигающего элемен "a и упомянуто"o делителя напряжения . вход ко ".îðî го со сдинен с входом фазе сдви .ающега элемента, а управляющий вход — с выхс дам инте11511705

Составитель 1О.Макаревич

Редактор А.Долинич Техред М.Дидык Корректор С.Шекмар

Заказ 5899/49 Тираж 714 Подписное

3НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101