Фазосдвигающее устройство
ФАЗОСДВИГАЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый источник управляющего постоянного напряжения, отличающееся тем, что, с целью обеспечения независимости фазового сдвига от частоты, в него введены семь сумматоров, три управляемых ключа, причем выход источника подключен к инвертирующему входу первого сумматора и к первому неинвертирующему входу второго сумматора, выход которого подключен к инвертирующему входу третьего сумматора, к неинвертирующему входу четвертого сумматора и к первому неинвертирующему входу пятого сумматора через первый управляемый ключ, выход первого сумматора подключен к первому неинвертирующему входу шестого сумматора , к второму неинвертирующему входу пятого сумматора через второй управляемый ключ и к первому инвертирующему входу седьмого сумматора, выход которого через третий управляемый ключ подключен к третьему ,д1еинвертирующему входу пятого сумматора, второй источник постоянного напряжения , равного двойной амплитуде входного сигнала, и четвертый управляемый ключ, причем выход второго источника подключен к второму инвертирующему входу седьмого сумматора и к неинвертирующему входу .третьего сумматора, выход которого соединен с четвертым неинвертирующим входом пятого сумматора через четвертый управляемый ключ, а также четыре элемента совпадения, шесть компараторов , блок дифференцирования, вход которого подключен к неинвертирующему входу второго сумматора и неинвертирующему входу первого су 1матора, являющемуся входом устройства , выход блока дифференцироО S вания соединен с первыми входами (Л первого и второго элементов совпадения , через первый компаратор и через второй компаратор с первыми входами третьего и четвертого элементов совпадения, и третий источник постоянного напряжения, равного амплитуде входного сигнала, выход третьего источника соединен с неэо инвертирующим входом шестого сум4 СО матора и с инвертирующим входом четвертого сумматора, выход которого через -третий компаратор подключен к второму входу четвертого элемента совпадения и через четвертый компаратор - к второму входу третьего элемента совпадения, выход шестого сумматора через пятый компаратор соединен с вторым входом второго эле-мента совпадения и через шестой компаратор - с вторым входом первого элемента совпадения, выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов совпадения подсоединены к управляющим входам соответственно третьего ,второго,первого и четвертого ключей.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (191 (11) А
3(5в Н 03 Н 7/18
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTMA
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2901967/18- 09 (22) 28.03.80 (46) 07 .04.84. Бюл. № 13 (72) Н.Г. Бутырин и А.Н. Щербина (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. M.È. Калинина (53) 621.372.852.29(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
¹ 624351 кл. Н 03 Н 7/18, 1977.
2. Авторское свидетельство СССР
¹170204,кл.Н 03 С 3/26, 1962 (прототип) . (54)(57) ФАЗОСДВИГАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый источник управляющего постоянного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения независимости фазового сдвига от частоты, в него введены семь сумматоров, три управляемых ключа, причем выход источника подключен к инвертирующему входу первого сумматора и к первому неинвертирующему входу второго сумматора, выход которого подключен к инвертирующему входу третьего сумматора, к неинвертирующему входу четвертого сумматора и к первому неинвертирующему входу пятого сумматора через первый управляемый ключ, выход первого сумматора подключен к первому неинвертирующему входу шестого сумматора, к второму неинвертирующему входу пятого сумматора через второй управляемый ключ и к первому инвертирующему входу седьмого сумматора, выход которого через третий управляемый ключ подключен к третьему неинвертирующему входу пятого сумматора, второй источник постоянного напряжения, равного двойной амплитуде входного сигнала, и четвертый управляемьФ ключ, причем выход второго источника подключен к второму инвертирующему входу седьмого сумматора и к неинвертирующему входу третьего сумматора, выход которого соединен с четвертым неинвертирующим входом пятого сумматора через четвертый управляемый ключ, а также четыре элемента совпадения, шесть компараторов, блок дифференцирования, вход которого подключен к неинвертирующему входу второго сумматора и неинвертирующему входу первого сумматора, являющемуся входом устройства, выход блока дифференцирования соединен с первыми входами первого и второго элементов совпадения, через первый компаратор и через второй компаратор с первыми входами третьего и четвертого элементов совпадения, и третий источник постоянного напряжения, равного амплитуде входного сигнала, выход третьего источника соединен с неинвертирующим входом шестого сумматора и с инвертирующим входом четвертого сумматора, выход которого через третий компаратор подключен к второму входу четвертого элемента совпадения и через четвертый компаратор — к второму входу третьего элемента совпадения, выход шестого сумматора через пятый компаратор соединен с вторым входом второго эле" мента совпадения и через шестой компаратор — с вторым входом первого элемента совпадения, выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов совпадения подсоединены к управляющим входам соответственно третьего,второго, первого и четвертого ключей. подключен к первому неинвертирующему входу шестого сумматора, к второму неинвертирующему входу пятого сумматора через второй управляемый ключ и к первому инвертирующему входу седьмого сумматора, выход которого через третий управляемый ключ подключен к третьему неинвертирующему входу пятого сумматора, второй источник постоянного напряжения, равного двойной амплитуде входного сигнала, и четвертый управляемый ключ, причем выход второго источника подключен к второму инвертирующему входу седьмого сумматора и к неинвертирующему входу третьего сумматора, выход которого соединен с четвертым неинвертирующим входом пятого сумматора через четвертый управляемый ключ, а также четыре элемента совпадения, шесть компараторов, блок дифференцирования, вход которого подключен к неинвертирующему входу второго сумматора и неинвертирующему входу первого сумматора, являющемуся входом устройства, выход блока дифференцирования соединен с первыми входами первого и второго элементов совпадения, через первый компаратор и через второй компаратор с первыми входами третьего и четвертого элементов совпадения, и третий источник постоянного напряжения, равного амплитуде входного сигнала, выход третьего источника соединен с неинвертирующим входом шестого сумматора и с инвертирующим входом четвертого сумматора, выход которого через третий компаратор подключен к второму входу четвертого элемента совпадения и через четвертый компаратор — к второму входу третьего элемента совпадения, выход шестого сумматора через пятый компаратор соединен с вторым входом второго элемента совпадения и через шестой компаратор — с вторым входом первого элемента совпадення, выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов совпадения подсоединены к управляющим входам соответственно третьего, второго, первого и четвертого ключей.
На фиг. 1 изображена функциональная схема фаэосдвигающего устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма, иллюстрирующая работу устройства.
Фазосдвигающее устройство содержит сумматоры 1-6, блок 7 дифферен40
f 1084971 2
Изобретение относится к измерительной технике и технике связи и может быть использовано в измерительных устройствах, фазовых модуляторах, генераторах сигналов и в системах автоматического управления.
Известно фазосдвигающее устройство, содержащее фазоинвертор с подключенным к его выходам фазосдвигающей
RC-цепью выполненной в виде последо.
У
l0 вательно соединенных конденсатора и управляемого резистора, фазовый детектор, один вход которого соединен с входом фазоинвертора, выход подключен к управляющему входу управля!
5 емого резистора, второй вход — с выходом дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого подключен к месту соединения конденсатора и резистора, инвертирующий вход
20 к подвижному контекту потенциометрического резистора, подключенного параллельно фазосдвигающей RC-цепи 513
Недостатком устройства является зависимость угла сдвига фазы от
25 частоты сигнала.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является преобразователь постоянного напряжения в изменение фазы, содержащий управляемые нелинейные полупроводниковые сопротивления, к одной паре граней которых подсоединен источник управляющего напряжения, к другим граням подведено опорное напряжение прямой или 35 обратной фазы (2 );
Недостатком известного устройства является зависимость угла сдвига фазы (коэффициента преобразования) от частоты переменного напряжения.
Цель изобретения — обеспечение назависимости фазового сдвига от частоты.
Укаэанная цель достигается тем, что в фазосдвигающее устройство, со- 45 держащее первый источник управляющего постоянного напряжения, введены семь сумматоров, три управляемых ключа, причем выход источника подключен к инвертирующему входу перво- 50 го сумматора и к первому неинвертирующему входу второго сумматора, выход которого подключен к инвертирующему входу третьего сумматора, к неинвертирующему входу четвертого сумматора 55 и к первому неинвертирующему входу пятого сумматора через первый управляемый ключ, выход первого сумматора
1084971 4 вания, ключи 14-17 подключают к сумматору 22 ту или иную комбинацию из соотношений (1) в соответствии с сигналами управ. пения, сформированными по соотношениям (2-5).
Формирование сдвинутого сигнала на
1 при 13 „3 О участках I u III осуществляется путей вычитания (сложения) из переменного
О при U (О. напряжения треугольной формы управля10 ющего напряжения. Формирование сдвинутого сигнала на участке II (и аналогично на участке IV) поясняется построением на фиг. 2. Из него вид1 при У „с 0 но, что для получения сдвинутого
U 15 сигнала в любой момент времени слеЦЫХ дует из сигнала X+U вычесть удвоенную разность (X+U)-Хм, т. е.
Формирование сдвинутого по фазе (X+U) 2 j(X+U) Хм 3 2Хм (X+U) . сигнала производят последовательно в четыре этапа в.соответствии с соот- 20 Временной сдвиг сигнала (фиг. 2) ношениями при выполнении указанных операций составит
3 цирования, компараторы 8-13, управляемые ключи 14-17, элементы 18-21 совпадения, сумматор 22.
Компараторы 8, 10 и t2 реализуют функцию
Компараторы 9, 11 и 13 реализуют функцию
О при U 7, 0
Х-U, 2Մ— (Х Ю), Х+Ц, 2Х М вЂ” (Х-И), U dX
Ь =
k где k
dt (1) 25
Относительная величина фазового сдвига определяется как причем признаком первого этапа является выполнение условия
dt — ) О и одновременно (Х-U)+ X 70, (2)
dX
М Ц
Т kT, так как 1сТ=2Х„„
ЗО признаком второго этапа является выполнение условия — (О и одновременно (X+U)-Х )О, (3)
dX
dt М
Ц Гу то — = —, или в радианах =—
Т 2Х
М признаком третьего этапа является выполнение условия — (О и одновременно (Х+У)-Х (О, (4)
dX
dt М признаком четвертого этапа является выполнение условий — > О и одновременно (Х-Й1Хм<0, (5)
dX
dt где Х вЂ” переменное напряжение треугольной формы;
Х„ — его амплитуда;
U — величина управляющего напряжения.
Выполнение алгебраических операций суммирования реализуется сумматорами 1-6, выявление признаков наличия того или иного этапа производится компараторами 8-13 и элементами 18-21 совпадения, вычисление производной от треугольного сигнала производится блоком 7 дифференциро35 где Т вЂ” период сигнала Х.
Таким образом, величина фазового сдвига не зависит от частоты исходного переменного напряжения, а методическая инерционность преобразова40 ния равну нулю. Диапазон управления фазой составляет 0-1800.
Технико-зкономический эффект от использования предлагаемого устройства определяется линейностью преобра45 зования, его частотной независимостью и практической безынерционностью по управлению. Технические преимущества изобретения заключаются в отсутствии дискретности и практи50 ческой безынерционности по цепи управления фазой при сохранении частотной независимости преобразования. Запаздывание по управлению определяется лишь свойствами ключей
55 и логических элементов устройства.
1084971
10849/1
Составитель П. Скулаков
Редактор Н. Еобкова Техред О.Неце Корректор А. Ференц
Заказ 2035/53 Тираж 862 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
