Цифроуправлямый калибратор фазы

 

ОПИСАНЙ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ЛВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресиублик (61) Доиолнительное и авт. сана-ву

2 (51) N. Кл.

Я Ol Я 25/00 (и) 3аивлеио 28047б(Я) 2353020/18-21 е ирисоедикением заивки М

fICfgIPlTIIIIill ааПП

CIIIfI MIIIIt QOOP з Иззв IIIII

I ЕтИРНтай (И) Приоритет (43) Оеубликоваио 150378. Бюллетень Ю 10 (53) УДК 621.375.4 (088. 8) (45) Дата опубликовании оиисаииа.2002.78 (72) %вторй

ИЭОбрЕтЕИИИ В.М. Сапельников, A.È. Муфтахов и A.Ã. Копанев

Башкирский государственный университет имени

40-летия Октября (Л) Заявитель (54) ЦИФРОУПРАВЛЯЕ1%4Й КАЛИБРАТОР ФАЭЫ

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники, может быть использовано в измерительных устройствах, реализующих фаэовые методы измерений, и в качестве эталона фазового сдвига, а также-в вычислительной технике.

Известны калибраторы фазы, позволяющие применять цифровое управление фаэовым сдвигом выходного гармонического сигнала и используете в информационно-измерительной технике(1) .

Эти фаэовращатели содержат коммутаторы опорных напряжений и дискретные делители напряжения, воспроизводящие синусную и косинусную зависимости в соответствии с необходимым значением фазового сдвига.

Однако подобные фаэовращатели при высокой точности регулирования р0 фазового сдвига используют значительное количество прецизионных резисторов нестандартных номиналов, что усложняет технологию изготовления прибора ° 26

Известно также устройство, содержащее коммутатор опорных напряжений, линейные дискретно-управляемые проводимости, сумматоры(21. Недостатком такого устройства является сравни- 30

3 тельно низкая точность регулирования фазового сдвига при пораэрядном управлении, так как при этом произ водится аппроксимация функциональной зависимости фазового сдвига от изменения входных проводимостей и проводимостей обратной связи суммирующего усилителя.

Целью изобретения является повышение точности регулирования фазового сдвига.

Укаэанная цель достигается тем, что в цнфроуправляемый калибратор фазы, содержащий коммутатор опорных напряжений, линейные дискретно-управляемле сопротнвления, сумматор, инвертирующий сумматор, введены две цепи последовательно соединенных операционных усилителвй, подключенные к выходам ковеаутатора опорных напря«ений, причем выходы (4к-2)-ых операционных усилителей первой цепи через инвертирующий сумматор подключены ко входу суьвлатора, выходы 4п-ых операционных усилителей первой цепи и вход первой цепи подключены к входам сумматора, выходы (4n-1)-ых операционных усилителей второй цепи подключены к входам сумматора, выходы (4п-3)-ых операционных усилителей

597984 второй цепи (П:1,2...) через инвертирующий сумматор подключены ко входу сумматора, в цепях обратной связи операционных ус лителеЯ первой и второй цепей включены линейные дискретно-управляемые сопротивления, управляемые кодом фазового сдвига, а на входах операционных усилителей включены пдстоянные сопротивления.

На чертеже представлена блок-схема цифроуправляемого калибратора фу4 зы.

Цифроуправляемый калибратор фазы содержит коммутатор .опорных напряже- . ний 1, две цепи 2 и 3 последовательно включенных операционных усилителей (ОУ), инвертирующий суМматор 4 и сумматор 5 выход которого является выходом калибратора фазы. Первая цепь 2 состоит из усилителей 6-11, s цепях обратной связи которых включены линейные дискретно-управляемые сопротивления 12-17, а на входах— нерегулируемые сопротивления 18-23.

Вторая цепь 3 состоит из усилителей 24-28, в цепях обратной связи которых включены линейные дискретноуправляемые сопротивления 29-33, а на выходах операционных усилителей вклю" чены постоянные сопротивления 34-38.

Устройство работает. следующим образом.

Коммутатор опорных напряжений 1 управляется двумя старшими разрядами и - разрядного кода Х. Код Х является кодом величины фазового сдвига х. Линейные дискретно-управляемые проводимости управляются младшими (nI -2) разрядами кода Х.

Таким образом при соответствующем выборе постоянных сопротивлений 18-23 и 34-38 коэффициенты передачи усили телей 6-11 и 24-28 изменяются в соответствии с кодом Х и пропорциональны величине фазового сдвига х..

При регулировании фазового сдвига в первом квадранте, когда на входи. цепей ОУ поступают напряжениями и б, напряжения на выходах ОУ 6,7,8,9,10, 11,24,25,26,27,28 равны соответствен1) x,-U x,U x &.х .

Напряжения с выходов ОУ 7,11,24,28 поступают на,входы .инвертирующего сумматора 4. Напряжения с выходов ОУ.

9,26, с выхода инвертирующего сумматора 4 и опорный сигнал со входа цепи 2 поступают на входы сумматора 5.

Напряжения на инвертирующем сумматоре 4 и сумматоре 5 суммируются опред4ленными коэффициентами.

Напряжения, снимаемые с выходов ОУ

7,9,11 и опорное напряжение со входа влепи 2 используются для моделироваlS ggs1nS- i Z. а,„Х (-1)

ЬО или в соответствии с устройством, приведенным на чертеже, когда используются три члена разложения, имеем

° 2 2k+1 k

jtfSinX =3 U E a Х (-1) ьо 2И1 1

В общеМ случае можно испольэовать и большее .число членов разложения при ,щ формировании напряжений Ю сов х и

j 0 ы х, увеличивая число ОУ в цепях 2 и 3. Суммируя напряжения, определяемые по формулам (1) (2) получаем

tr ГСОВХ + йВ1ЬХ Ра . (Ч

5щ !

Из формулы (3) видно, что модуль напряжения бь д остается постоянным, а фазовый сдвиг изменяется в соответствии с кодом Х.

Анализ показал, что уже при представлении функции ь(н х тремя членами разложения, а функции. сов к четырьмя, методическая погрешность не превышает

0,015, а отклонение модуля от номинального значенйя ие превосходит 0,2Ф что удовлетворяет трйббваииям, предъявЛяемым к:эталонным. каЛибраторам фазы l-го разряда, причем эти погрешности могут быть умЕньшенй соответствующим выбором коэффициента а . и а в разложенйях (1), (2) .

Повышение стабильности модуля на60 пряжения выхода при регулировании фазового сдвига получают путем включения в цепь, обратной связи сумматора 5 дискретно-управляемого сопротивления, управляемого (й-2) разрядами

Щ кода фазового сдвига. При этом компенсируется погрешность, определяемая представлением функциональных зависимостей si и х и, соэ х степенными рядами (1) н (2) . Коммутатор опорных напряжений 1 используется для расширения пределов регулирования фазового сдвига от 0 до 360

В соответствии с кодом фазового сд вига одновременно и идентично иэме(2) ния функциональной зависимости()соы в виде суммы степенного ряда

tk дсовх= vz а „х (-1)

kO или в случае, когда используются че6 тире члена разЛожения имеем .Л c ak k цсОдХ gZ а „.Х (-1) ье

Напряжения, снимаеьые с выходов ОУ

24,26,28, используются для моделирования зависимости.) В е(к х в виде суммы степенного ряда

597984 формула изобретения

"9!

Составитель В. Новицкий

Редактор H. Каменская Техред Н.Андрейчук Короектоо A. Jlatchaa

Заказ 1209/35 Тираж 1112 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. д 4 5 с c c Р" с

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4 няются линейные дискретно-управляемые проводимости 12-17 и 29-33 в цепях обратной связи ОУ. При этом на выходе сумматора 5 формируется напряжение, постоянное по величине и с заданным значением фазового сдвига.

Цифроуправляемый калибратор фазы, . содержащий коммутатор опорных напряжений, линейные дискретно-управляемые сопротивления, сумматор, инвертирующий сумматор, о т л и ч а ю щ. и йс я тем, что, с целью повыаения точности регулирования фазового сдвига, в него внедены две кепи последовательно соедин®ййых юйерарйонн зх усилителей, педклйчйннйь к.выходам коммутатора опорных напряженйй, йричем выходы (4n-2)-ых операционных усилителей первой цепи через инвертирующий сумматор подключены"ко входу сумматора, выходы 4я-ых операционных усилителей первой цепи и вход первой цепи подключены к входам сумматора, выходы (4п -1)-ых операционных усилителей

5 второй цепи подключены к входам сумматора, выходы (4n-3)-ых операционных . усилителей второй цепи (яв 1,2...) через инвертирующий сумматор подключены ко входу сумматора, в цепях обратной связи .операционных усилите10 лей первой и .второй .цепи включены линейные дискретно-управляете сопротивления-;. управляемые кодом фазового сдвига, а на:входах операционнных усилйтелей включены постоянные сопро

)5 тивления. с

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

l. Заявка 9 2358323/18-21 от

gp 12.05.76, кл. Q 01 % 26/00, по которой принято положительное решение.

2. Авторское свидетельство

9 451189, кл. Gg 01 %, 25/00, 1972.