Патент ссср 206153

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНЙЯ!1 к ютовскомт авидивльствт 1 — -Д "т ЛА +

| ч

; ч

1 ,,%"..* т

Зависимое от авт. свидетельства М—

Заявлено 26,Х.1966 (Р - 1109605/26-24) с присоединением заявки

МПК 6 06f

УДК 681.327.67(088.8) Приоритет

Комитет по делан ° изобретений и открытий лри Совете Министров

СССР

Опубликова Io 02.П1.1967. Бюллетень ¹ 24,,ата опубликования описания 1.11.1968

Авторы изобретения

В. С. Верховцев, М. A. Раков и Л. A. Синицкий

Заявитель

Физико-механический институт АН Украинской ССР

МНО1ОУСТОЙ-! HBbIA ФАЗОИМПУЛЬСНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

f (t) = y С„е" " (2) В автоматике и вычислительной технике известны многоустойчивые фазоимпульсные элементы.

Предлагаемый элемент отличается от известных тем, что он содержит фазовый модулятор, избирательный усилитель и фазочувствительный детектор, соединенныс последовательно, причем выход детектора подключен к первому входу фазового модулятора, а его второй вход подсоединен к источнику прямоугольных импульсов тока, вход опорного напряжения фазочувствительного детектора соединен с источником опорного напряхкения с частотой повторения, кратной частоте повторения источника прямоуГольных мпульсов.

Это позволяет увеличить надежность устройства.

На фиг. 1 показана блок-схема многоустойчивого элемента; на фиг. 2 — его принципиальная схема.

Он содержит фазовый модулятор 1, избирательный усилитель 2 и фазочувствительн ы и детектор 8.

В элементе для реализации гребенчатой характеристики используется следующее обстоятельство. Разложение в ряд Фурье функции

f(t), представленной в виде однополярных импульсов амплитуды Л, длительности 6 и сдвинутых на угол Ip по отношению к начальному моменту времени, имеет вид

2 —.. где С„= — J f (i)e "" dt.

5 2-,. о

13ыражсние для п-й гармоники будет

U,= с — njn 8 — jn — с i — и ° или, подставляя значения С„ и С

10 2.4 u,I1

Un= sin — cos (nIi1t — n (cp — — ) ), (4)

2 2

1!з выражения (4) следует, что при изменении фазового сдвига в функции f(t) на угол V

15 Для и-й Гаръ10ник1т фазоВый сДВиГ оуДет р3всн пср. Если такое напряжение однополярных прямоугольных импульсов подать на фазовь1й модулятор, на выходе которого напряжение

U2 оудет сдвинуто на угол q по отношению к

20 входному напряжению О,„, и выделить из входного и выходного напряжений и-ю гармонику, то фазоВый сдВиГ межд ВхОдным и выходным напряжениями и-й гармоники будет равен пу. При выпрямлении такого на25 пряжения фазовым детектором на выходе последнего напряжение Ь, будет изменяться от пуля до U,„,,„,, столько раз, сколько раз

<разовый сдвиг между и-й гармоникой входного и выходного напряжений будет псрехо30 Дить через Гь

206153

Такий образом, на выходе фазового детектора будем иметь многогорбую характеристику, располагая которой можно построить многоустойчивый элемент, приведенный на фиг. 1.

Напряжение U, â виде прямоугольных импульсов подается на фазовый модулятор 1, у которого величина фазового сдвига между входным и выходным напряжениями является функцией постоянного напряжения управления V = I / Ь „р/. В избирательном усилителе

2 из напряжения прямоугольных импульсов выделяется и-ная гармоника, которая поступает на вход фазового детектора 8. В цепь возбуждения фазового детектора также подается напряжение и-ной гармоники, фаза которого остается неизменной. С выхода фазового детектора в цепь управления модулятора заведена обратная связь. Практический интерес представляет создание многоустойчивого элемента на 10 устойчивых состояний, для получения которых многогорбая кривая на выходе фазового детектора должна иметь

10 максимумов и минимумов, что может быть осуществлено в том случае, если фазовый сдвиг и-ной гармоники п изменяется от нуля до 10л. Для получения такого сдвига при работе с десятой гармоникой фазовый модулятор под действием управляющего напряжения должен менять фазу на выходе по отношению к входному сигналу на угол и. При этом должна сохраняться линейность модуляционной характеристики и устойчивость работы модулятора при колебании температуры окружающей среды.

Использованный в схеме фазоимпульсный модулятор состоит из триггера с двумя устойчивыми состояниями (триоды 4 и 5) и ждущего блокинг-генератора (триод б) с управлением в цепи эмиттера. Если длительность импульса на входе блокинг-генератора намного больше длительности собственных импульсов блокинга, на выходе последнего будет не один импульс, а несколько, следующих друг за другом. В многоустойчивом элементе необходимо иметь на выходе блокинг-генератора только один импульс, остальные должны быть подавлены. Для подавления всех последующих импульсов перед блокинг-генератором включен симметричный триггер с двумя устойчивыми состояниями. Входной сигнал в виде прямоугольных импульсов с частотой

2 кгпв поступает па триод 4 и переводит его из одного состояния в другое. С коллектора триода входной импульс подается на вход блокинг-генератора, выход которого включен на входную цепь триода 5. Выходной импульс блокинг-генератора переводит триггер в первоначальное состояние и отключает сигнал от входа блокинг-генератора, чем и достигается отсечка последующих импульсов блокинггенератора.

При наличии управляющего напряжения в цепи эмиттера триода б выходной импульс на выходе блокинг-генератора появляется с запаздыванием по отношению к входному сигна <у, причем величина запаздывания пропорциональна величине приложенного управляющего напряжения. Таким образом осуществляется фазовый сдвиг между входным и вы5 ходным напряжением — фазовая модуляция.

Фазовый детектор 8 регулирует фазу от нуля до д при изменении управляющего напряжения от нуля до 10 в.

Избирательный усилитель выполнен по

10 двухкаскадной схеме (триоды 7 и 8) с резонансными 1 С-контурами 9 и /0, настроенными на десятую гармонику, включенными в базовые цепи первого и второго каскадов усилителя. Для согласования выхода и повышс15 ния добротности контура 9 первый каскад выполнен по схеме эмиттерного повторителя с выходным сопротивлением не менее 60 Ком.

Второй резонансный контур 10 имеет последовательное включение, что при малом выход20 ном сопротивлении эмиттерного повторителя и низком входном сопротивлении следующего каскада обеспечивает необходимую добротность этого контура. Для устранения гальванической связи в фазовом детекторе выход25 ной каскад усилителя выполнен по трансфор маторной схеме.

Фазовый детектор собран по схеме управляемого ключа на полупроводниковых триодах 11 и 12. В цепь возбуждения детектора от постороннего источника подается напряжение с частотой десятой гармоники. Для уменьшения пульсации на выходе фазового детектора включена сглаживающая емкость.

Так как цепь управления фазового модуля35 тора потребляет большую мощность, чем может обеспечить выход фазового детектора, иа выходе последнего включен один каскад усилителя постоянного тока (триод 13), который и обеспечивает мощность, необходимую для

40 управления фазовым модулятором. Обратная связь заведена с выхода усилителя постоянного тока через ключ 14 в цепь управления фазового модулятора.

Схема работает следующим образом. От

45 постороннего источника на вход фазового модулятора подается напряжение в виде прямоугольных импульсов частоты 2 кгпв. В состоянии запуска ключ 14 находится в положении

15, при котором в цепь управления фазового

5р модулятора на вход 1б подается от постороннего источника постоянное напряжение, равное (или несколько большее) напряжения, соответствующего устойчивому состоянию. На выходе фазового модулятора появится фазовый сдвиг величины q (по отношению к входному напряжению). На выходе избирательного усилителя фазовый сдвиг по отношению к напряжению возбуждения фазового детектора будет составлять 10 . При перебросе клю60 ча в положение 17 емкость 18 начнет разряжаться, напряжение на выходе усилителя постоянного тока, а следовательно, и в цепи управления фазового модулятора будет уменьшаться. Это вызовет изменение фазы в та65 кую сторону, что постоянное напряжение на

206153 выходе фазового детектора будет возрастать.

В результате наступает равновесное состояние, когда нарастающее напряжение на выходе фазового детектора препятствует дальнейшему разряду емкости 18. Это равновесное состояние будет устойчивым и ему соответствует определенное напряжение на выходе усилителя постоянного тока и определенный фазовый сдвиг между напряжением на входе и выходе фазового модулятора. Для перевода многоустойчивого элемента в другое устойчивое состояние ключ 14 необходимо снова перевести в положение 15, подать от постороннего источника напряжение управления, равное (или чуть больше) требуемому номеру устойчивого состояния, а затем перевести ключ 14 в положение 17.

Выходными параметрами многоустойчивого элемента является постоянное напряжение на выходе усилителя постоянного тока и фазовый сдвиг между входным и выходным напряжениями фазового модулятора. Эти величины связаны между собой линейностью не хуже О 5%.

Предмет изобретения

Многоустойчивый фазоимпульсный элемент, отличающийся тем, что, с целью увеличения

10 его надежности, он содержит фазовый модулятор, избирательный усилитель и фазочувствительный детектор, соединенные последовательно, причем выход детектора подключен к первому входу фазового модулятора, а его

15 второй вход подсоединен к источнику прямоугольных импульсов тока, вход опорного напряжения фазочувствительного детектора соединен с источником опорного напряжения с частотой повторения, кратной частоте повто20 рения источника прямоугольных импульсов.