Калибратор фазы звуковых и инфразвуковых частот

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и1 570852

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.03.75 (21) 2113791/21 с присоединением заявки № (51) М. Кл. G OIR 25(04

Государственный комитет (23) Приоритет

Совета Министров СССР ло делам изобретений н открытий (53) УДК 621.317.77 (088.8) Опубликовано 30.08,77. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 31.08.77 (72) Авторы изобретения М. Я. Аграновская, О. И. Гуторов, А. Н. Гуторова и Е. Д. Колтик (71) Заявитель (54) КАЛИБРАТОР ФАЗЪ| ЗВУКОВЫХ И ИНФРАЗВУКОВЫХ

ЧАСТОТ

Изобретение может быть использовано для точного задания фазовых сдвигов при поверке фазометров инфразвуковых и звуковых частот.

Известно цифровое устройство для дискретного воспроизведения фазовых сдвигов (1), содержащее генератор тактовых импульсов, связанный через схемы совпадения с идентичными каналами переменной и опорной фазы, каждый из которых включает в себя последовательно соединенные триггер, фильтр нижних частот и выходной усилитель с аттенюатором, кроме того, генератор тактовых импульсов через линию задержки, счетчик импульсов, дешифратор и переключатель подключен к второму входу схемы совпадения канала переменной фазы.

Однако такое устройство может работать только на фиксированных частотах, причем при переходе с одной рабочей частоты на другую необходимо менять фильтры, каждый из которых включает несколько режекто рных звеньев; кроме того, трудно получить выходные сигналы с малым уровнем нелинейных искажений.

Цель изобретения — снижение уровня нелинейных искажений и расширение частотного диапазона в сторону инфранизких частот.

Это достигается тем, что в калибратор фазы звуковых и инфразвуковых частот, содержащий идентичные каналы переменной и опорной фазы, каждый из которых содержит выходной усилитель с аттенюатором, причем вход канала опорной фазы подсоединен к генератору тактовых им пульсов,непосредственно, а канала переменной фазы — через схему совпадения, второй вход схемы совпадения через триггер подключен с одной стороны к схеме сброса, а с другой — через схему срав10 пения кодов к выходам задатчика фазы, в каналы опорной и переменной фазы введены последовательно соединенные две реверсивные счетные декады и два триггера, преобразователи код †напряжен, последовательно

15 соединенные сумматор, фильтр нижних частот, инвертор и электронный коммутатор, а также введены переключатель, согласующий каскад и источник опорного напряжения, соединенный с питающими входами из двух вве20 денных преобразователей код — напряжение, а аналогичный вход третьего из вышеназванных преобразователей через переключатель и согласующий каскад связан с выходом первого из них, при этом выходы триггеров канала

25 опорной фазы соединены со схемой сравнения кодов, а шины сброса обоих каналов со схемой сброса, информационные выходы реверсивных счетных декад через преобразователи код †напряжен и последовательно со30 единенные сумматор, фильтр нижних частот, 570852 инвертор и электронный коммутатор подсоединены к выходному усилителю и непосредственно к схеме сравнения кодов.

На чертеже показана функциональная схема предлагаемого калибратора фазы и инфразвуковых частот.

11ервый канал I калибратора фазы содержит фильтр 1 нижних частот, операционный усилитель (инвертор) 2, электронный коммутатор 3, выходной усилитель 4, аттенюатор 5, реверсивные счетные декады 6, 7, триггеры 8, 9, сумматор 10, согласующий каскад 11, преобразователи 12, 13, 14 код †напряжен, источник 15 опорного напряжения, переключатель 16.

Кроме того, калибратор фазы содержит генератор 17 тактовых импульсов, схему 18 совпадения, схему 19 сравнения кодов, задатчик

20 фазы, схему 21 сброса, триггер 22, второй канал II.

Принцип действия калибратора фазы заключается в получении выходных напряжений, мгновенные значения которых являются функцией кодов. Пусть в каждом канале калибратора фазы последовательно включены две счетные реверсивные декады 6 и 7 и два триггера 8 и 9. Триггер 8 осуществляет реверсирование декад 6 и 7, а триггер 9 управляет работой электронного коммутатора 3 и тем самым подключает на вход усилителя 4 то положительный, то отрицательный полупериод напряжения.

Выходы триггеров счетных декад 6 и 7 непосредственно или через дешифратор (на схеме не показан) подсоединены к электронным ключам преобразователей 12, 13 и 14 код— напряжение, а выходные сигналы преобразователей 12 и 13 через соответствующие весовые резисторы поступают на вход сумматора 10.

Калибратор фазы может вырабатывать сигналы, изменяющиеся по синусоидальному, пилообразному и другим законам с дискретным фазовым сдвигом.

Рассмотрим режим работы калибратора при формировании синусоидальных выходных сигналов. Преобразователи 13 и 14 код †напряжение питаются от источника 15 опорного напряжения и вырабатывают выходные ступенчатые сигналы, изменяющиеся соответственно по синусоидальному и косинусоидальному законам с дискретностью по фазе 10 .

Вместо напряжения с источника 15 опорного напряжения на преобразователь 12 через согласующий каскад 11 и переключатель 16 подается выходное напряжение преобразователя 14 код †напряжен, которое определяет угол наклона сигнала сумматора 10. После поступления импульса схемы 21 сброса на счетные декады 6 и 7 и на триггеры 8 и 9 калибратор переводится в режим суммирования.

При поступлении 90-ro импульса с генератора 17 триггер 8 перебрасывается и переводит счетные декады в режим вычитания, а 180-й импульс возвращает триггер 8 в исходное состояние и одновременно взводит триггер 9.

Выходной сигнал сумматора 10 сглаживается фильтром 1 нижних частот и инвертируется операционным усилителем 2. Электронный коммутатор 3, управляемый триггером 9, вырабатывает из двух униполярных сигналов биполярный сигнал.

Второй канал калибратора фазы имеет аналогичное построение, Требуемое значение фа10 зового сдвига между выходными сигналами устанавливается при помощи задатчика 20 фазы, выходные напряжения которого в двоично-десятичном коде поступают на первые входы схемы 19 сравнения. При нажатии

15 кнопки «Сброс» схема 21 вырабатывает короткий импульс, при помощи которого все триггеры калибратора фазы устанавливаются в нулевое состояние. Схема 18 совпадения закрывается, и тактовые импульсы генератора 17

20 не поступают на счетчик второго канала. Как только код первого канала калибратора сравняется с кодом задатчика фазы, схема 19 вырабатывает импульс, который перебрасывает триггер 22 в рабочее состояние и снимает за25 прет со схемы 18 совпадения. С этого момента калибратор фазы вырабатывает уже два сигнала с требуемым фазовым сдвигом. Если переключатель 16 поставить в другое положение, то выходные сигналы будут изменяться

30 по линейному закону.

Метрологические характеристики калибратора фазы определяются быстродействием и точностью преобразователей 12, 13, 14, а также стабильностью частоты генератора 17. Вы35 полнение последнего требования трудности не представляет, стабильность и точность задания частоты может быть весьма высокой.

Точность задания фазового с двига в калибраторе повышена благодаря снижению ко40 эффициента нелинейных искажений выходных напряжений, причем на более низких частотах это осуществить проще и требуется только увеличение числа счетных декад и связанных с ним преобразователей. Использование

45 в калибраторе унифицированных узлов и интегральных схем позволяет повысить надежность и упростить его.

Формула изобретения

50 Калибратор фазы звуковых и инфразвуковых частот, содержащий идентичные каналы переменной и опорной фазы, каждый из которых содержит выходной усилитель с аттенюатором, причем вход канала опорной фазы

55 подсоединен к генератору тактовых импульсов непосредственно, а канала переменной фазы— через схему совпадения, второй вход схемы совпадения через триггер подключен с одной стороны к схеме сброса, а с другой — через

60 схему сравнения кодов к выходам задатчика фазы, отличающийся тем, что, с целью снижения уровня нелинейных искажений и расширения частотного диапазона в сторону инфранизких частот, в каналы опорной и neG5 ременной фазы введены последовательно со570852

Ф

Составитель А. Старостина

Редактор Е. Караулова Текред И. Позняковская Корректор Е. Хмелева

Заказ 1931/17 Изд. ¹ 688 Тираж 1!09 Подписное

Ц1-!ИИПИ Государственного комитета Сонета Министров СССР по делам изобретений и откргятнй

113035, Москва, )K-35, Раугпская наб., д. 4/5

Типография, пр. Санунона, 2 сдиисиныс две рсвсрсивиыс счетные декады и два триггера, преобразователи код — напряжение, последовательно соединенные сумматор, фильтр нижних частот, иивертор и электронный коммутатор, а также введены переключатель, согласующий каскад и источник опорного напряжения, соединенный с питающими входами двух из введенных преобразователей код — напряжение, а аналогичный вход третьего из вышеназванных преобразователей через переключатель и согласующий каскад связан с выходом первого из них, при этом выходы триггеров канала опорной фазы соединены со схемой сравнения кодов, а шины сброса обоих каналов — со схемой сброса, ш формационные выходы реверсивных счетных декад через преобразователи код — напряжение и последовательно соединенные сумматор, фильтр нижних частот, инвертор и электронный коммутатор подсоединены к выходному усилителю и непосредственно к схеме сравнения кодов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 261573, кл. G 01 R 25/04, 21.06.68,