Фазочувствительный усилитель

 

" - .<-" хан т и»т:"-нтко- те,... А%о

О и и УМ-.:и е

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

* »

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.06.77 (21) 2493698/18-09 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл

Н 03 D 13/00

Государстаеииый комитет

СССР ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 05.03.80. Бюллетень №9

Дата опубликования описания 15.03.80 (53) УДК 621.376..5 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. П. Кохан и Б. М. Бронштейн (7l) Заявитель

Московский институт электронной техники (54) ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫй УСИЛИТЕЛЬ

2 ляющим входом дополнительного усилителя включены последовательно соединенные двухполупериодный выпрямитель, фильтр нижних частот и аналого-цифровой преобразователь, второй вход которого подключен к выходу двухполупериодного выпрямителя.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предложенного фазочувствительного усилителя, а на фиг. 2 — временные диаграммы его работы.

Фазочувствительный усилитель содержит основной усилитель 1, дополнительный усилитель 2, аналого-цифровой преобразователь 3, двухполупериодный выпрямитель 4, фильтр нижних частот 5.

Фазочувствительный усилитель работает следующим образом.

Во время положительного полупериода опорного сигнала U (фиг. 2а) коэффициент передачи Ко основного усилителя 1 положителен (фиг.2б), а во время отрицательного полуперйода — отрицателен. Аналогоцифровой преобразователь 3 производит сравнения текущего значения выходного сигнала двухполупериодного выпрямителя 4 с пороговыми значениями U„, U, Uq (фиг. 2в), 1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для синхронного детектирования несинусоидальных периодических колебаний тока или напряжения.

Известен фазочувствительный усилитель, содержащий основном усилитель с изменяемым знаком коэффициента передачи, управляющий вход которого соединен с источником опорного сигнала (1).

Однако в известном фазочувствительном усилителе выходное напряжение зависит от 10 амплитуды и фаз нечетных гармоник, что приводит к значительным погрешностям детектирования.

Цель изобретения — уменьшение погрешности детектирования,.обусловленной нечетными гармониками входного сигнала.

Для этого в фазочувствительный усилитель, содержащий основной усилитель с изменяемым знаком коэффициента передачи, управляющий вход которого соединен с источником опорного сигнала, последователь-- о но с основным усилителем включен дополнительный усилитель с регулируемой величиной модуля коэффициента передачи, а между источником опорного сигнала и управю 720687 ./

720687

I которые находятся в фиксированной связи с постоянной составляющей этого сигнала, поступающей с фильтра нижних частот 5.

При этом в соответствии с сигналами (фиг. 2г, д, е), формируемыми аналого-цифровым преобразователем 3, коэффициент передачи К дополнительного усилителя 2 ступенчато изменяется. Изменение коэффициента передачи последовательно включенных основного и дополнительного усилителей

К = Кц К> показано на фиг. 2ж.

Функция Ко Kg является нечетной, поэтому ее разложение в ряд Фурье будет

К = Ко(1)"Кg(1)=jKо(t) Kj(t) = т

Я(-, J к.ймк;(и пеЯлв.) мы = —,„,т о г тс» ll +e

=, E (- ЛК; 1пЫЫЦз1пЕ = = bo T ((1

gZ "-"- (Co.(} А — сов 4 — Ь ) =

j=4 И И(.

=-,г г (з1п sin )sinfkt,(1)

}» c=< где fl, T — частота и период опорного сигнала к- "количество ступенек изменения коэффициента усиления дополнительного усилителя;

1 — длительность1-й ступеньки; подставив в последнее выражение

ТХ}. = 2к и изменив порядок суммирования получим рядок суммирования, получим

K(t) Ko(t) КФ(t)

=%(sin — Й ДК з1п — Я вЂ” ) sin82t. (2)

Г* 1 $(3 p*< RT

Учитывая (2), выходное напряжение фазочувствительного усилителя получим в виде

Т

1-1вых (t) = y SK(t)(Uqq (t) dt =

"-% я

X. $1п1 — $.Ь К:51 n l — —, К z К гт ,т

4 — f sin(iRt+

z г

=,Е (— sin — " ЛК. sin — -4)cosrp = гр 2т

=,г. В;.1,С» созе, 1=1 где В„„=(.:. ЬKj sin — — г — ) —. sin — — — кок ° 437(t с ж

)=1 Йт xi 2. эффициент передачи предложенного фазочувствительного усилителя i-й гармоники; где 1 ....1,»(— номера нечетных гармоник зо входного сигнала, влияние которых на выход..:, ное напряжение фазочувствительного усилителя компенсировано.

Таким образом, введение дополнительного усилителя с регулируемой величиной модуля коэффициента передачи, двухполупе(.рйодного выпрямителя, фильтра нижних частот и аналого-цифрового преобразователя выгодно отличает предложенный фазочувствительный усилитель от прототипа, так как позволяет уменьшить погрешность дещ тектирования, обусловленную влиянием нечетных гармоник сигнала.

Формула изобретения

$ ю

f$ з$

4$

so

U>„(t)=,Y CSin(i2t+ р„) — входной сигйал.

При четных i Sin — = О поэтому и В;, .=0

При нечетных i, sin P 00, однако В;п=О можно обеспечить выбором tj., ЬК, п из условия, X ЬК).з1п — Я вЂ” = О. В этом слу>=! чае выходное напряжение предложенного фазочувствительного усилителя не будет зависеть от i-й нечетной гармоники входного сигнала. Общее количество нечетных гармоник, для которых В1п —— О, определяется величиной и, при этом п необходимо выбирать из условия 2п — 1 .яп, а - (-Ч- и -Ч—

К1 из системы уравнений

=0; (ЛКф, 1 т О)

Х вЂ” — sini; = О; ьК ., g.t т

Фазочувствительный усилитель, содержащий основной усилитель с изменяемым знаком коэффициента передачи, управляющий вход которого соединен с источником опорного сигнала, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности детектирования, обусловленной нечетными гармониками входного сигнала, последовательно с основным усилителем включен дополнительный усилитель с регулируемой величиной модуля кбэффициента передачи, а между источником опорного сигнала и управляющим входом дополнительного усилителя включены последовательно соединенные двухполупериодный выпрямитель, фильтр нижних частот и аналого-цифровой преобразователь, второй вход которого подключен к выходу двухпблупериодного выпрямителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3940693, кл. 324-83-А, Н 03 D 13/00, 24.10.74 (прототип).

729687 иг. 2

Редактор Л. Гельфман

Заказ 10243/47

/(о

t1

-1

Р г

Составитель В. Маликов

Техред К. Шуфрич Корректор М. Демчнк

Тираж 995 Подписное

ЦН14И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патента, г. Ужгород, ул. Проектная, 4