Фазовращатель

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение линейности зависимости сдвига фазы от угла поворота средних выводов переменных резисторов. Фазовращатель содержит фазорасщепитель 1 на 90°, широкополосные трансформаторы (ШТ) 2 и 3, переменные резисторы 4, 5 и 6, конверторы 7, 8 и 9 отрицательного сопротивления, содержащие операционный усилитель 10 и резисторы 11, 12 и 13. Введение конвертора 9, резистора 6 с сопротивлением R 3 - 0,43R, ШТ 3 с коэффициентом трансформации N = 2,077 при равенстве сопротивлений резисторов 11, 12 и 13, конверторов 7, 8 и 9 и равенстве сопротивлений R резисторов 4 и 5 значению R 1 = 1,3R позволяет уменьшить нелинейность зависимости фазы выходного напряжения от угла поворота средних выводов переменных резисторов до ± 1° при нелинейности амплитуды выходного напряжения ± 2% в диапазоне изменения взаимного фазового сдвига от 0 до 360°. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 Н 11 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4359282/24-09 (22) 05.01.88 (46) 15.07„90. Бюл. Р 26 (71) Львовский политехнический инсти,тут им. Ленинского комсомола (72) P.Â. Проць и К.С. Семенистый (53) 621.372.553(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1363444, кл. Н 03 H 11/20, 1985. (54) ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение линейности зависимости сдвига фазы от угла поворота средних выводов переменных резисторов, Фазовращатель содержит фоторасщепитель

1 на 90, широкополосные трансформато„„SU„„1578804 A 1

2 ры (ИТ) 2 и 3, переменные резисторы

4, 5 и 6, конверторы 7, 8 и 9 отрицательного сопротивления, содержащие операционный усилитель 10 и резисторы

11, 12 и 13. Введение конвертора 9, резистора 6 с сопротивлением Р. =0,43R, ШТ 3 с коэффициентом трансформации и = 2,077 при равенстве сопротивлений резисторов 11, 1 2 и 13, конверторов

7, 8 и 9 и равенстве сопротивлений R резисторов 4 и 5 значению R =--1,3R позволяет уменьшить нелинейность зависимости фазы выходного напряжения от угла поворота средних выводов переменных резисторов до +1 при нелинейности амплитуды выходного напряжения «+2т в диапазоне изменения взаимного фазово- 9 о го сдвига от 0 до 360, 3 ил.

С::

1578804

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в прецизионных устройствах регулирования фазы сигнала.

Цель изобретения. — повышение линейности зависимости сдвига фаз от угла поворота средних выводов переменных резисторов.

На фиг. 1 представлена принципиаль-10 ная электрическая схема предлагаемого фазоврацателя; на фиг. 2 и 3 — графики зависимости фазового сдвига и амплитуд выходных напряжений от угла,поворота средних выводов переменных ре- у5 зисторов.

Фазоврацатель содержит фазорасцепитель 1 на 90, первый и второй широкополосные трансформаторы 2 и 3, первый, второй и третий переменные резисторы

4-6, первый, второй и третий конверторы 7-9 отрицательного сопротивления, кажцый из которых содержит операционный усилитель 10 и первый, второй и третий резисторы 11-13.

Фазоврацатель работает следуюцим образом.

На вход фазоврацателя поступает гармонический сигнал, который через третий переменный резистор 6 с его. среднего вывода, к которому подключен первый вывод третьего конвертора 9 отрицательного сопротивления, выполненного по схеме неинвертируюцего усилителя на операционном усилителе 10 с положительной обратной связью, через резистор 11 и резисторами 12 и 13,поступает на вход Ьазорасцепителя 1 на

90 . С первого выхода фазорасцепителя

1 на 90 напряжение с фазовым сдвигом о . равным нулю поступает на первичную .обмотку первого широкополосного трансформатора 2 и далее через его .вторичную обмотку на подключенные к вторичной обмотке перекрестно Крайними вывода- 4с ми первый и второй переменные резисторы 4 и 5. С второго выхода фазорас цепителя 1 на 90 напряжение с фазоо вым сдвигом 90 поступает на первичную обмотку второго широкополосного трансформатора 3 и далее с его вторич50 ной обмотки через первый и второй конверторы 7 и 8 отрицательного сопротив;. ления, выполненные по аналогичной схеме, что и третий конвертор 9 отрицательного сопротивления, поступает на средние выводы соответственно первого и второго переменных резисторов 4 и 5, причем средние выводы первого,. второго и третьего переменных резисторов механически объединены на одной оси.

Выходные напряжения фазоврацателя снимаются со средних выводов первого и второго переменных резисторов 4 и 5 и описываются одним выражением

U =U

2К-1+1 oL(1-C) nA

Вьх х

1- 1-2 х î - 0,5-0,5818и 0,5-К)) В (1) где p(, " коэффициент, пропорциональный углу поворота средних выводов первого, второго и третьего переменных резисторов и изменяюцийся от 0 до 1; п — коэффициент трансформации второго широкополосного трансформатора 3;

В, А= — коэффициент, равный отношению сопротивления первого или второго переменных резисторов

4 и 5 и сопротивления резисторов 11-13 первого и второго конверторов 7 и 8 отрицательного сопротивления;

К

В = — — коэффициент, равный отношению сопротивления третьего переменного резистора 6 и сопротивления резисторов 11-13 третьего конвертора 9 отрицательного сопротивления.

Из выражения (1) следует, что мо;. дуль выходного напряжения описывается выражением

-Г(2с -1) 2+ d (1-а) 2tl2 Аа

1-К 1-K А

1-(1-2K) Ы вЂ” 0,5-0,5Sign(0,5-g В а фаза выходного напряжения описывается выражением

q(Ы) = arctg—

Ф (1-Ы)пА

Нелинейность зависимости фазы выходного напряжения от угла поворота средних выводов первого,. второго и третьего переменных резисторов 4-6 ((К) определяется разностью

Ч1(К) — 180 oL и достигает минимального значения, равного «+1о при значении пА 2,7. Модуль выходного напряжения К = 1 при о = 0 и Ы = 1.. При ф, = 0,5 и иА = 2,7 модуль выходного напряжения К = 1 при А = 1,3 и коэф5 15788 .фициенте трансфориации второго широкополосного трансформатора и = 2,077.

Нелинейность зависимости модуля вы.ходного напряжения от угла поворота

5 средних выводов первого, второго и третьего переменных резисторов К (4), определяется разностью К = К(Ы) -1 и достигает минимального значения, равного +0,02 при В = 0,43.

Таким образом введение третьего, конвертора отрицательного сопротивлея ния, третьего переменного резистора с сопротивлением R=0,43R, второго нирокополосного трансформатора с коэффициентом трансформации,в=2,077, при равенстве сопротивлений R первого, второго и третьего резисторов 11-13 первого, второго и третьего конверторов 7-9 и равенстве сопротивления 20 первого и второго переменных резисторов значению R»= 1,3R, позволяет уменьшить нелинейность зависииости фазы выходного напряжения от угла по.Ф ворота средних выводов переменных ре- 25 зисторов до +1 при нелинейности амплитуды выходного напряжения +2X в диапазоне изменения взаимного фаэового сдвига от 0 до 360

Формула изобретения

Фазовращатель, содержащий фазорасщепитель на 90, к первому выходу коо торого подключен первьп» вывод первичной обмотки первого широкополосного

35 трансформатора, второй вывод которой и средний вывод вторичной обиотки первого широкополосного трансформатора соединены с общей шиной, параллель- 40 но вторичной обмотке первого широкополосного трансформатора подключены

04 6 перекрестна крайниии выводами первь»»» и второй переменные резисторы, сред-, ние выводы которых, механически объе- 1 динены на одной оси и являются выходами фаэовращателя, к которым подклю-..: чены первые выводы первого и второго конвертеров отрицательного сопротивления соответственно, вторые выводы которых соединены между собой, о т л и— ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения линейности зависи»»ости сдвига фаэ от угла поворота средних выводов переменных резисторов, введены второй широкополосный трансформатор, третий конвертор отрицательного сопротивления и третий переменный резисторы,первьп» второй выходы и третий отвод которого соединены между собой и являются входом фаэовращателя, а средний вывод третьего переменного резистора механически объединен на одной оси со средним выводом первого переменного резистора и подключен к входу фазорасщепителя на 90 и к первому выводу третьего конвертора отрицательного сопротивления, второй вывод которого соединен с общей шиной, к которой подключены первые выводы первичной и вторичной обмоток второго широкополосного трансформатора, вторые выводы которых подключены соответственно к второму выходу фаэорасщепителя на 90 и к второму выводу первого

l конвертора отрицательного сопро ивления, причем величина сопротивления первого и второго переменных резисторов равна 1,3 R а величина сопротивления третьего переменного резистора равна 0,43 R где 1 — величина сопротивления резисторов конверторов отрицательного сопротивления.

1578804

Составитель Ю. Иедведев

Редактор С. Лисина Техред И.Иоргентал Корректор Л. Патай

Заказ 1 922 Тираж 656 Подписное

ВНИИПО 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, .101