Широкодиапазонный калибратор фазовых сдвигов
Изобретение относится к фазоизмерительной технике и предназначено для формирования в широком диапазоне частот двух напряжений синусоидальной или любой другой формы с заданным значением их амплитуды и прецизионно регулируемым фазовым сдвигом. Изобретение может быть использовано в качестве компенсирующего фазовращателя в фазометрах уравновешивания и в различных фазовых системах радиоизмерительной техники. Целью изобретения является повышение точности и уменьшение дискрета задания фазовых сдвигов. Предложенный калибратор содержит: широкополосный генератор 1, пересчетные блоки 2 и 3, блок 4 установки и контроля фазовых сдвигов, дешифратор 5, преобразователи кодов 6, 7.1...7.N, 8, коммутатор 9, дополнительный переключатель 10 установки фазовых сдвигов, регулятор 11 опорного напряжения, перемножающие цифроаналоговые преобразователи 12 и 13, цифроаналоговый делитель 14 и аналоговый сумматор 15, перемножающий цифроаналоговый преобразователь 16. Изобретение позволяет сократить аппаратные затраты, если не требуется предельная точность. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
РЕСПУБЛИК
Ш4 С 01 R 25/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Ю
Щ
Cb
4ь и.2
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4344297/24-21 (22) 15. 12.87 (46) 30.11..89. Бюл. Р 44 (72) Р.Л. Григ орьян, В.Ф. Егоров и С.В.Федорченко (53) 621,317. 77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 1226338, кл. G 01 К 25/04, 1986.
Авторское свидетельство СССР
В 1226339, кл. С 01 R 25/04, 1986. (54) ШИРОКОДИАПАЗОННЫИ КАЛИБРАТОР
ФАЗОВЫХ СДВИГОВ (57) Изобретение относится к фазоизмерительной технике и предназначено для формирования в широком диапазоне частот двух напряжений синусоидальной или любой другой формы с заданным значением их амплитуды и прецизионно регулируемым фазовым сдвигом. Изобретение может быть использовано в качест„„SU„„15256 4 А1
2 ве компенсирующего фазовращателя в фазометрах уравновешивания и в различных фазовых системах радиоизмерительной техники. Целью изобретения является повышение точности и уменьшение дискрета задания фазовых сдвигов.
Предлагаемый калибратор содержит: широкополосный генератор 1, пер есчетные блоки 2 и 3, блок 4 установки и контроля фазовых сдвигов, дешифратор 5, преобразователи кодов 6, 7.1...7.п, коммутатор 9, дополнительный переключатель 10 установки фазовых сдвигов, регулятор 11 опорного напряжения, перемножающие цифроаналоговые преобразователи 12 и 13, цифроаналоговый делитель 14 и аналоговый сумматор 15, перемножающий цифроаналоговый преобразователь 16. Изобретение позволяет сократить аппаратные затраты, если не требуется предельная точность. 1 ил.
1525614
Изобретение относится к фазоизмерительной технике и предназначено для
Формирования н широком диапазоне час тот двух напряжений синусоидальной или любой другой формы с заданным зна,чением их амплитуды и прецизионно ре, гулируемым фазовым сдвигом, и может быть использовано в качестве компенсирующего фазовращателя в фазометрах уравновешивания и в различных Фазовых системах радиоизмерительной техники.
Целью изобретения является повышение точности и уменьшение дискрета задания фазовых сдвигов. 15
На чертеже представлена схема предлагаемого широкодиапаэонового калибратора фазовых сдвигов.
Калибратор содержит широкополосный генератор 1, пересчетные блоки 2 20 и 3, блок 4 установки и контроля фазовых сдвигов, дешифратор 5, преобразователи кодов 6, 7.1-7.п, 8, коммутатор 9, дополнительный переключатель 10 установки Фазовых сдвигов, 25 регулятор 11 опорного напряжения, перемножающие цифроаналоговые преобразователи (ПЦАП) 12 и 13, . цифроаналоговый делитель 14 и аналоговый сумматор 15, ПЦАП 16. 30
Выход широкополосного генератора !
1 соединен с тактовыми входами пере), счетных блок-з 2 и 3. Информационные ! выходы пересчетного блока 2 подключены к входам преобразователя 6 кодов а выход заполнения — к входу записи блока 4 установки и контроля фазовых сдвигов. Выходы последнего соединены с входами ввода информации пересчет- . 4О ного блока З,а информационные входы - с его разрядами выхода, К этим же разрядам выхода подключены информационные входы дешифратора 5 и преобразователя 8 кодов. Дешифратор 5 имеет п групп выходов,,соединенных с входами преобразователей 7.1-7.п кодов,, выходы которых подключены к такому же количеству групп информационных входов коммутатора 9. Одноименные входы управления дешифратора 5 и коммутатора 9 соединены между собой и подключены к выходам дополнительного переключателя 10 установки фазовых сдвигов. Выходы преобразователей 6 и 8 кодов соединены с цифровыми:входами
ПЦАП 12 и 16 выходы которых являютУ ! ся выходами опорного и регулируемого каналов калибратора соответственно.
К выходам преобразователя 8 кодов подключены также цифровые входы цифроаналогового делителя 14 аналоговый вход которого соединен с выходом
ПЦАП 13, а выход — с одним из входов аналогового сумматора 15. Другой вход аналогового сумматора подключен к одному иэ выходов регулятора 1 l огорного напряжения и к аналоговому входу
ПЦАП 13, цифровые входы которого соединены с выходами коммутатора 9. Аналоговые входы ПЦАП 12 и 16 подключены к другому выходу регулятора 11 опорного напряжения и выходу аналогового сумматора 15 соответственно.
Широкополосный генератор 1 нреднаэ начен для формирования непрерывной последовательности импульсов, определяюпих частоту следования выходных сигналов H промежуточное значение дискрета регулирования фазовых сдвигов. Пересчетные блоки 2 и 3 служат для формирования периодически изменяюшихся адресных кодов. Блок 4 установки и контроля фазовых сдвигов предназначен для формирования. фазовых сдвигов в регулируемом канале с дискретом, кратным периоду следования импульсов с выхода генератора 1. Дешифратор 5 служит для выдачи адресных кодов пересчетного олока 3 на один из преобразователей 7.1-7.п кодов. Преобразователи 6 и 8 кодов формируют ординаты выходных сигналов, а преобразователи
7.1-7.n — коды разности этих ординат в соответствии с выбранным Фазовым .сдвигом (1-и). Коммутатор 9 предназначен для выдачи кодов разности ординат на ПЦАП 13 на выходе которого эта разность преобразуется в аналоговую величину. ПЦАП 12 и 16 преобразуют коды ординат сигналов в выходные напряжения опорного и регулируемого каналов калибратора. Цифроаналоговый делитель 14 предназначен для мас табноарифметического преобразования напряжения с выхода ПЦАП 13. Аналоговый сумматор 15 служит для форьярования опорного напряжения для ПЦАП 16 регулируемого канала. Регулятор 11 предназначен для независимой регулировки уровней выходных напряжений в обоих каналах калибратора.
Широкодиапазонный калибратор Фазовых сдвигов работает следу|опт:и образом.
Пересчетные блоки 2 и 3, тактируемые импульсами с генератора. 1, форми5 1525614 б
Дуют последовательности адресных ко- за счет установки соответствующей ,дов с частотой повторения, равной час- начальной фазы пересчетному блоку 3 тоте выходных сигналов F калибра- опережает такую же ординату опорного алых тора
5 канала на величину фазового сдвига „.
ПЦАП 12 и 16 преобразуют ординаты
a(t) и а,Ä(t) в соответствующие им выходные напряжения опорного и регугде f - частота следования импуль- лируемого каналов где m
360, = — -К =Ц) К к 1 . ) э (2) 7.п кодов определяется значением наименьшей ступени .регулирования фазового сдвига (6) ЬЦ)= /п, где n — любое целое число из натурального ряда (максимальное значение п ограничено разрешающей способностью ПЦАП
13}.
В, зависимости от выбранного переключателем 10 значения Щ; { =1,2,..., 55
n) на цифровые входы ПЦАП 13 поступает регулирующий код а; (t), пропор-. циональный Щ. На выходе ПЦАЛ 13 формируется напряжение U (t), равное а(с) = а„(t +q„), (3) т.е. каждая ордината выходного сигнала регулируемого канала калибратора
1 сов генератора 1;
1 — козффициент деления частоты пересчетных блоков и максимальное количество интервалов аппроксимации выходных сигналов на один период их следа- 15 вания.
Козффициент 1 устанавливает также промежуточное значение дискрета регулирования фазовых сдвигов ц) . Измене-., ние фазовых сдвигов калибратора Ц)к 20 на значения кратные (осуществляется путем вариации стационарных значений начальных фаз пересчетных блоков, используемых как управляемые делители частоты 25 где К - значение кода промежуточного 30 фазового сдвига, задаваемого блоком 4 установки и контроля фазовых сдвигов.
Преобразователи 6 и 8 кодов форми35 руют из адресных последовательностеи коды мгновенных значений или ордииаты а„„(t) и а{ ) выходных сигналов заданной формы.в опорном и регулируемом каналах калибратора. В качестве 40 преобразователей кодов могут использоваться постоянные перепрограммируемые запоминающие устройства (НПЗУ), которые нрограммируются, а также сменяются нли коммутируются таким образом, чтобы в каждом канале имелись группы наборов мгновенных значений сигналов любых требуемых форм. При формировании синусоидальных сигналов
ППЗУ обоих каналов программируются по выборкам гармонической функции sin(g;K) при К = 1,2,3,..., а ординаты на 3 1 выходах ППЗУ связаны между собой выражением — число разрядов выходов преобразователей кодов и цифровых входов ПЦАП;
Ь „,h — - козффициенты деления напряжения регулятором 11, U — постоянное опорное напряжеь ни е, U (t) — выходное напряжение регулирующего канала, формируемое на выходе цифроаналогового делителя 14.
Для задания наименьших ступеней фазовых сдвигов 6(f меньших ми п мачьного значения промежуточного дискрета регулирования фазового сдвига Ср, реализованного блоком 4 установки и контроля фазовых сдвигов, используется регулирующий канал, в который входят дешифратор 5, преобразователи 7,1—
7.п кодов, коммутатор 9, дополнительный переключатель 10 установки фазовых сдвигов, ПЦАП 13, цифроаналоговый делитель 14 и аналоговый сумматор 15.
Количество преобразователей 7.1—
1525614
U (t) = - - -- h-u, а (С)
5 2 на-: фазо- „
ЗО полу оп (+ н+ Ч<) то напряжение в цифроаналоговом деителе 14 делится на величину кода рдинаты a(t) . В итоге на аналоговый умматор 15 с делителя t4 поступает егулирующее напряжение 0„,; (t) .
10 и () = - —. = - - — — ь и . (8) U <(t) а, (t) Р a(t): a(t) 2" о
Таким образом на выходе регулируемого канала формируется напряжение (t), которое в соответствии с выражениями (5) и (8) имеет вид
П(О=.— -"- — -- h U + - - -" — h U (9) . a on (t+ Q ) à, (t)
2 Р a(t) 2 2П
Раскрыв скобки и учитывая (3),. можно получить окончательное выражение для U(t) 25
U(t) = — — -- — h U + — - — - ° h U (10) aî,ï „(t+IPк) a,(t) 2 п5 (5 2 I1lZ fYl ф где второе слагаемое и является имень5Пей ступенью регулирования вого сдвига ЬЩ.
Положив условие h,= h можно чить9 учитывая (4) и (5), П(с) = U (t+q )+ - — — h U а; (t)
Оп K zmz О
Из выражения (11) видно, что дис1
4О крет регулирования фазы щ; не зависит от величины множителя а(с), код которого поступает на цифровые входы
ПЦАП 16, а определяется суммарной разрядностью ПЦАП 13 и 16. Таким образом, 45 точность задания фазового сдвига выходного напряжения регулируемого канала относительно опорного благодаря наличию составляющей а,в 2 раэ выше чем у прототипа так как у пос9
9 О леднего наименьший дискрет фазового. сдвига Определяется разрядностью только Одного ПЦАП регулируемого канала.
Преимуществом .предлагаемого устройства по сравнению с прототипом яв55 ляется то, что в памяти преобразователей 7.1-7.п кодов хранятся не ординаты сдвинутых по фазе сигналов, а разность между ординатами сдвинутых сигналов. Поскольку эта разность всегда меньше значения самих ординат, то и для ее кодирования требуется меньшее число разрядов. Такой подход позволяет сократить аппаратные затраты, если не требуется предельная точность. Например, можно использовать преобразователи 7. 1-7.П кодов и ПЦЛП 13 меньшей разрядности.
Формула изс бр ет ения
Широкодиапазонный калибратор фазовых сдвигов, содержащий широкополосный -енератор, выход которого подкл5очен к послецовательно соединенным в опорном канале первому пересчетному блоку, первому преобразователю кодов и первому перемножающему цифроаналоговому преобразователю и тактовому входу второго пересчетного блока, входы ввода информации которого соединены с выходами блока установки и контроля фазовых сдвигов „подключенного входом записи к выходу запогнения первого пересчетного блока, а информационными входами — к соответствующим разрядам выхода второго пересчеткого блока и информационным входам де-шифратора, каждая из и групп которого соединена с одним нз и входов второго преобразователя кодов, .n групп выходов которого подключены к такому же количеству групп входов коммутатора, входы управленя которо" о соединены с одноименньпж входами управления дешифратора и выхоцамн дополнительного переключателя установки фазовых сдвигов, а выходы поцключены к 5дфровым входам второго перемножающего цифроаналогового преобразователя, аналоговый вход которого соевинен с первым выходом регулятора опорного напряжения, второй вьжод которого подключен к аналоговому входу первого перемножающего цифроаналогового преобразователя, а вход — к источнику
ПОСтОЯННОгО ОПОрного HGIIp5IEPHH5I9 О T л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности н уменьшения дискрета задания фазовых сдвигов, в него введены третий преобразователь кодов, третий перемножающий ци." 5роаналоговый преобразов;-:-.,ель„ цифроаналоговый делитель H аналог овь5й сум95атор, причем выходом опорного:.авала является ВыхОд первого перемножающего цифро"9 525614 10 аналогового преобразователя, а выход логового делителя, аналоговый вход регулируемого канала — выходом третье- которого соединен с выходом второго
ro перемножающего цифроаналогового перемножающего цифроаналогового препреобразователя, аналоговый вход кото- образователя, -а цифровые входы подрого соединен с выходом аналогового сум" ключены к одноименным цифровым входам матора,первый вход которого подключен третьего указанного преобразователя
1к первому выходурегулятора опорного кодов, входы которого соединены с иапряжения,а второй к выходу пифроана- выходами второго пересчетного блока.
Составитель А.Старостина
Редактор Т.Парфенова Техред Л.Сердюкова Корректор Э.Лончакова
Заказ 7219/40 Тираж 714 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,10!
