Ферритовый фазовращатель

 

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в устройствах управления фазой СВЧ-колебаний. Цель изобретения расширение диапазона рабочих температур при сохранении точности установки фазы. Ферритовый фазовращатель содержит катушку управления, обмотки которой соединены одними контактами с образцовым резистором, с которого сигнал подается на вход формирователя управляющих импульсов. Другие концы обмоток катушки управления соединены с выходами первого и второго усилителей мощности, входы которых подключены к выходу формирователя управляющих импульсов, блок контроля температуры, блок синхронизации и постоянный программируемый запоминающий блок, сигнал которого компенсирует температурные погрешности. 3 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при разработке ферритовых фазовращателей и устройств управления к ним, обеспечивающих высокую точность установки фазового сдвига. Известны фазовращатели с устройствами управления [1,2] в которых управляющие обмотки подключены к усилителям мощности, входы которого подключены к выходам формирователя управляющих импульсов. За прототип принят фазовращатель с устройством управления [1] содержащий систему контроля температуры феррита, вырабатывающую аналоговое напряжение компенсации температурной погрешности, подаваемое на формирователь управляющих импульсов. Эта система характеризуется высокой сложностью, узким диапазоном рабочих температур и требует специального, периодически повторяемого служебного цикла для контроля температуры, во время которого нарушается работа фазовращателя. Целью изобретения является расширение диапазона рабочих температур ферритового фазовращателя при сохранении точности установки фазы. Поставленная цель достигается тем, что в ферритовый фазовращатель, содержащий катушку управления, первая и вторая обмотки которой связаны с ферритовым вкладышем, первые концы первой и второй обмоток соединены с первым выводом образцового резистора и с входом формирователя управляющих импульсов, второй вывод образцового резистора соединен с общей шиной, вторые концы первой и второй обмоток соединены с выходами соответственно первого и второго усилителей мощности, входы которых подключены к выходу формирователя управляющих импульсов, формирователь кода фазового сдвига, блок контроля температуры, блок синхронизации, введен постоянный программируемый запоминающий блок, входы которого подключены к выходам формирователя кода фазового сдвига и блока контроля температуры, а выходы к входу формирователя управляющих импульсов, при этом блок контроля температуры выполнен из последовательно соединенных логического элемента И и двоичного счетчика, вход которого и первый вход логического элемента И подключен к блоку синхронизации, второй вход логического элемента И подключен к формирователю управляющих импульсов, а блок синхронизации соединен с формированием кода фазового сдвига и формирователем управляющих импульсов. На фиг. 1 представлена функциональная схема фазовращателя с устройством управления; фиг. 2 поясняет трехимпульсный цикл перемагничивания феррита; на фиг. 3 показана зависимость остаточной магнитной индукции феррита от температуры. Устройство управления (фиг. 1) содержит формирователь 1 управляющих импульсов, два усилителя 2, 3 мощности, выходы которых подключены к управляющим обмоткам фазовращателя 4, образцовый резистор 5, блок 6 контроля температуры феррита, формирователь 7 кода фазового сдвига, постоянный программируемый блок 8 и блок 9 синхронизации. Для управления фазовращателем используется трехимпульсный цикл перемагничивания феррита, схематически показанный на фиг. 2. Первый импульс намагничивает феррит из исходного состояния (точка 1) до насыщения (точка 2). Второй импульс перемагничивает феррит в противоположное состояние насыщения (точка 3). Третий импульс намагничивает феррит до состояния, обеспечивающего заданный фазовый сдвиг (точка 4). Если управляющие импульсы имеют прямоугольную форму, а перемагничивание из одного насыщенного состояния в другое происходит при постоянной амплитуде магнитного поля, то время перемагничивания t_СБр= где B_r предельное значение остаточной магнитной индукции феррита; S сечение фазовращателя, перпендикулярное магнитному потоку; U_упр амплитуда управляющих импульсов. Поскольку зависимость магнитной индукции от температуры монотонна (фиг. 3), такой же характер будет иметь и зависимость времени t_сбр от температуры, вследствие чего t_сбр может служить мерой температуры. В блоке 6 контроля температуры используется двоичный счетчик 10 импульсов. Сформированный перемагничивающий импульс с формирователя 1 поступает на вход логического элемента И 11, на другой вход которого поступают тактовые импульсы с блока 9 синхронизации. Число тактовых импульсов, совпадающих по времени с перемагничивающим импульсом и являющееся мерой температуры, подсчитывается счетчиком 10. Для сокращения числа разрядов выходного кода блока используется вычитающий счетчик с предварительной установкой кода. Информация о температуре поступает с выхода счетчика 10 на вход постоянного программируемого запоминающего блока 8 вместе с информацией от формирователя 7 кода фазы. В запоминающем блоке 8 для всех возможных комбинаций входных кодов записан скорректированный код фазового сдвига, компенсирующий температурную зависимость фазы, который поступает на вход формирователя 1 управляющих импульсов. Использование в запоминающем блоке микросхемы К155РЕ3 позволяет управлять фазовым сдвигом с погрешностью не более π/32 в диапазоне температур -60^о. +60^о. При этом входной код фазы содержит три, код температуры два, а скорректированный код фазы семь двоичных разрядов. Для дальнейшего уменьшения погрешности достаточно применить микросхему с большим объемом памяти и увеличить частоту тактовых импульсов блока 9 синхронизации. Дополнительными преимуществами изобретения являются: возможность компенсации частотной зависимости и фазового сдвига; возможность компенсации нелинейной зависимости фазового сдвига от кода формирователя 7.

Формула изобретения

ФЕРРИТОВЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ, содержащий катушку управления, первая и вторая обмотки которой связаны с ферритовым вкладышем, первые концы первой и второй обмоток соединены с первым выводом образцового резистора и с входом формирователя управляющих импульсов, второй вывод образцового резистора соединен с общей шиной, вторые концы первой и второй обмоток соединены с выходами соответственно первого и второго усилителей мощности, входы которых подключены к выходу формирователя управляющих импульсов, формирователь кода фазового сдвига, блок контроля температуры, блок синхронизации, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих температур при сохранении точности установки фазы, введен постоянно программируемый запоминающий блок, входы которого подключены к выходам формирователя кода фазового сдвига и блока контроля температуры, а выходы к входу формирователя управляющих импульсов, при этом блок контроля температуры выполнен из последовательно соединенных логического элемента И и двоичного счетчика, вход которого и первый вход логического элемента И подключены к блоку синхронизации, второй вход логического элемента И подключен к формирователю управляющих импульсов, а блок синхронизации соединен с формирователем кода фазового сдвига и формирователем управляющих импульсов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3