Фазовращатель синусоидальных сигналов

 

ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ СИНУСОИДАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ, содержащий два канала, первый из которых состоит из последовательно соединенных фазосдвигающего-узла на , четырехполюсника и фазоинвертора с регулируемыми коэффициентами передачи, авторой из аналогичного четырехполюсника, причем выходы каналов подключены к первому и второму входу сумматора, третий вход которого соеданен с выходом первого четырехполюсника первого канала, отличающийс я тем, что, с целью расширения частотного диапазона входного сигнала , он снабжен электронным ключом, один вход которого соединен с входом фазовращателя, а второй - с первым выходом блока управления, выход электронного ключа соединен с входом введенного формирователя прямоугольных импульсов, выход которого соединен с входом блока управления и первым входом введенного преобразователя период-код, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а выход преобразователя период-код соединен с вторым входом фазосдвигающего узла на 90.

ÄSUÄÄ 1.1 12311 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3< ) .С 01 R 25/04

/

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3597715/18-21 (22) 27.05.83 (46) 07.09.84. Бюл. ¹ 33 (72) А.А.Анепир, В.Д.Колтик и В.В;Фоменков (53) 621.3 17.7 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 363.184, кл ° Н 04 Н 7/32, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 365800, кл. Н 03 H 7/32, 1973 (прототип). (54)(57) ФА30ВРАШАТЕЛЬ СИНУСОИДАПЬHblX СИГНАЛОВ, содержащий два канала, первый из которых состоит из последовательно соединенных фазосдвигающего узла на 90, четырехполюсника и фаэоинвертора с регулируемыми коэффициентами передачи, а второй— из аналогичного четырехполюсника, причем вьжоды каналов подключены к первому и вторбму входу сумматора, третий вход которого соединен с выходом первого четырехполюсника первого канала, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона входного сигнала, он снабжен электронным ключом, один вход которого соединен с входом фазовращателя, а второй — с первым выходом блока управления, выход электронного ключа соединен с входом введенного формирователя прямоугольных импульсов, выход которого соединен с входом блока управления и первым входом введенного преобразователя период-код, второй вход ко- Е торого соединен с вторым вьжодом блока управления, а выход преобразователя период-код соединен с вторым входом фазосдвигающего узла на 90 .

1112311

Изобретение относится.к электроиэмерительной технике и может быть использовано в фазовых следящих системах, используемых в информационно- измерительных системах сбора и кодирования информации от магнитных преобразователей, которые питаются от генератора синусоидального напряжения инфразвуковой частоты.

Известен фазовращатель, содержащий фазосдвигающнй узел, два четырехполюсника и сумматор. Фазовращатель собран по двухканальной схеме.

В первом канале последовательно включенные фазосдвигающий узел на о

90 и четырехполюсник с регулируемым коэффициентом передачи, во втором — аналогичный четырехполюсник, выходы каждого канала подключены к входам сумматора 13.

Такой фазовращатель не обеспечивает получения изменяющегося знакопеременного фазового сдвига.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является фазовращатель, обеспечивающий знакопеременный фазовый сдвиг, который содержит фазосдвигающий узел, функциональные .устройства, фазоинвертор и сумматор. Фазовращатель собран по двухканальной схеме. Первый канал выполнен из последовательно соединенных фазосдвигающего узла и четырехполюсника с регулируемым коэффициентом передачи, а второй — только из одного четырехполюсника с регулируемым коэффициентом передачи. Выход четырехполюсника одной связью непосредственно, а другой через фазоинвертор подключен к двум входам сумматора, третий вход которого соединен с вторым четырехполюсником (23.

Выходное напряжение на выходе известного фазовращателя зависит от изменения частоты входного сигнала.

Так, например, при изменении частоты входного сигнала на порядок величина напряжения на его выходе изменяется также на порядок.

Цель изобретения - расширение частотного диапазона входного сигнала.

Поставленная цель .достигается тем, что фазовращатель синусоидальных сигналов, содержащий два канала, первый из которых состоит .из последовательно соединенных фаэосдвигающего узла на 90, четырехполюсника и!

25 фазоинвертора i регулируемыми коэффициентами передачи, а второй — из аналогичного четырехполюсника, причем выходы каналов подключены к первому и второму входам сумматора, третий вход которого соединен с выходом первого четырехполюсника первого канала, снабжен электронным ключом, один вход которого соединен с входом фазояращателя, а второй — с первым выходом блока управления, выход электронного ключа соединен с входом введенного формирователя прямоугольных импульсов, выход которого соединен с входом блока управления и первым входом введенного преобразователя период-код, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а выход преобразователя период-код соединен с вторым входом фаэосдвигающего узла на 90

На фиг. 1 приведена структурная схема фазовращателя, на фиг..2— временные диаграммы, поясняющие работу фазовращателя.

Фазовращатель синусоидальных сигналов содержит фаэосдвигающий узел

1 на 90О, четырехполюсники 2 и 3 и

30 фазоинвертор 4 с регулируемыми коэффициентами передачи, сумматор 5, электронный ключ 6, формирователь 7 прямоугольных импульсов, блок 8 управления, преобразователь 9 период-код, генератор 10 импульсов, элемент 11 совпадения, счетчик 12 импульсов, преобразователь 13 кодсопротивление, операционный усилитель 14 и конденсатор 15.

4 Фазовращатель синусоидального сигнала собран по двухканальной схеме. Первый канал выполнен нз последовательно соединенных фазосдвигающего узла 1 на 90 . и четырехпог юс45 ника 2 с регулируемым коэффициентом передачи и фазоинвертора 4 с регулируемым коэффициентом передачи, а второй - только из одного четырехполюсника 3 с регулируемым коэффи 0 циентом передачи. Выход четырехпопюс ника 2 одной связью непосредственно, а другой через фазоинвертор 4 подключен к двум входам сумматора 5, третий вход которого соединен с четырехполюсником 3. Электронный ключ

6 связан отдельными связями с формирователем 7 прямоугольных импульсов, блоком 8 управления и входом фазовращателя. Преобразователь 9 период, Ц-1 в, (1)

35 (3) 40

I где R (5) Э 11123 код составлен иэ последовательно. вклк енных генератора 10 импульсов, элемента 11 совпадения и счетчика

12, импульсов, выход которого соединен с одним из входов преобразователя 13 код-сопротивление фазосдвигаю". щего узла. Фазосдвигающий узел выполнен из последовательно включенных преобразователя 13 код-сопротивление и операционного усилителя 14, к 10 входу и выходу которого подключен конденсатор 15. Другой вход преобразователя 13 код-сопротивление через электронный ключ 6 и блок 8 управления подключен к входу элемента 11 !S совпадения и сбросовому входу счетчика 12 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении с блока 8 сигнала 20

"начало измерения" электронный ключ

6 открывается и входной сигнал Utt. с частотой f< поступает на формирова.. тель 7, где преобразуется в прямоугольный импульс, равный по длитель- 25 ности периоду входного сигнала. Прямоугольный импульс с входа формирователя 7 подается на элемент 11 совпадения, который в течение времени его действия пропускает на счетчик gp

12 квантующие импульсы от генератора

10. Зафиксированный за это время на.счетчике 12 код равен где f4 — частота входного сигнала-, Т вЂ” период квантующих импульсов.

Одновременно преобразователь 13 осуществляет выбор и запоминание сопротивления преобразователя 13, причем его значение автоматически выбирается как величина, прямо про порциональная коду на счетчике 12 к,-кгг,*г р

1 (2)

Р, Ъ, — сопротивление преобразователя код-сопро-. Sp тивление на частоте f;

К=К Г /f< — коэффициент пропорциональности ки — номинальное значение 55 сопротивления преобразователя код-сопротивление, fü — частота квантующих импульсов, f — номинальное значение частоты входного сигнала.

По окончании периода входного сигнала ключ 6 запирается, прекращая поступление в счетчик 12 квантующих импульсов. При этом запоминается зафиксированный на счетчике 12 за время периода код и соответствующее гэтому коду значение сопротивления

R< преобразователя 13, В этом, состоянии счетчик 12 и преобразователь 13 находятся до тех пор, пока с блока

8 не поступит команда на обновление значения сопротивления R . Фазовращатель готов к работе.

Фазовый. сдвиг между входным Ub и выходным U > íàïðÿæåíèÿìè получается в результате сложения в сумматоре 5 трех напряжений: входного О<, поступающего с выхода устройства 3 четырехполюсника, напряжения U<, сдвинутого по фазе на 90 относительно входного напряжения узлом 1 и преобразованного четырехполюсником

2, и напряжения U, поступающего с выхода фазоинвертора 4, создающего сдвиг фазы на 180, с регулируемым коэффициентом усиления..Причем напряжение

Оах

:u =- — КгКг =-u К ггпу;р„с

\ где K<, K< и K> - коэффициенты передачи четырехполюсни. ков 2, 3 и фаэоинвертора 4.

Подставив в U и U значение R взятое из (2), получим Ф

Ог= — = -="г — "- К u К (4)

Овъ К 6% 0

2 г С 2ÕÅоtt,Ñ вч 2 1

: З= Мэ= -k utt„.Ê Ê, 1 где К = 2 Кс постоянная для гг данного фазовращателя величина..

12311

Ьих

Фиг. 2

Тираж 710 Подписное.щщцДИ Заказ 6453/3 1 рнлнал ППП Патент", г.унгорол, ул.Проектная, 4

После суммирования напряжений

0,4, U и Бз, взятых из (3), (4) и (5) в сумматоре 5, получим

0еы =(ОахК +kêUg„Kz k Овс Ф3 (6) иву(К4 КаК К2КЬК ) Из выражения (6) видно, что амплитуда выходного напряжения не зависит от частоты входного сигнала. -Кроме того, из (6) можно показать, что цри равенстве напряжений Ц, Уп и U фазовый сдвиг <р между входным и выходным напряжениями равен нулю (см.фиг.2а), амплитуда выходного напряжения равна амплитуде входного сигнала. Прн плавном увеличении или уменьшении коэффициента усиления К фазоинвертора 4 фазовый сдвиг плав,но изменяется в сторону положитель1О . ных либо отрицательных значений. (см.фиг.2 о и в) .