Многоразрядный дискретный фазовращатель

 

Изобретение относится к фазометрии и может быть использовано в качестве управляемого дискретного фазовращателя в составе фазометров компенсационного типа, а также в системах управления и фазовой обработки электрических сигналов. Цель изобретения - расширение рабочей полосы частот. Цель достигается, тем, что в каждый разряд многоразрядного дискретного фазовращателя введен дополнительный многоразрядный дискретный фазовращатель, а подстройка всех дополнительных дискретных фазовращателей оуществляется синхронно. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОНЕТСИИХ

СОЦИАЛИОТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 G 01 R 25/04

ГфСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

Пф ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (11) 4335505/24-21 (2) 01.12.87 (46) 07,0.8,90. В|оп. 112 29 (/1) Белорусский институт инженеров железнодорожного транспорта (j2) В.А.Яцкевич (P3) 621.317.77 (088.8) (6) Авторское свидетельство СССР

Р 278870, кл. G 01 R 25/04, 1968. (4) МНОГОРАЗРЯДНЫЙ ДИСКРЕТНЫЙ ФАЗОВ АЩАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к фазометрии и может быть использовано в

Изобретение относится к фазометрии и может быть использовано в качестве управляемого дискретного фазовПащателя в составе фазометров компенсаци3нного типа, а также в систе- . мах управления и фаэовой обработки э1пектрических сигналов.

Цель изобретения — расширение рабочей полосы частот.

На фиг.l приведена функциональная схема одного разряда фазовращателя; на фиг.2 — функциональная схема фазовращателя, Разряд (фиг.l) содержит основной 2 и дополнительный многоразряднйй 3 фазовращатели, электронные нормально замкнутые ключи 4.1 — 4 ° 2, электронный ключ 5, информаци3нные в од 6 и выход ?, управляющий вход 8, разряды 9.1, 9.2 — 9.К фазовращателя 3, электронные ключи 10.1 и 10.2—

10. К и входы 11.1, 11.2 — II.К под„.БО „„1583867 качестве упр авля емого ди скретного фазовращатсля в составе фазометров компенсационного типа, а также в системах управления и фазовой обработки электрических сигналов. Цель изобретения — расширение рабочей полосы частот. Цель достигается тем, что в каждый разряд многоразрядного дискретного фазовращателя введен дополнительный многоразрядный дискретный фазовращатель, а подстройка всех дополнительных дискретных фазовращателей осуществляется синхронно, 1 з.п. ф-лы, 2 ил. стройки фазовращателя 3, где К вЂ” чис- ( ло разрядов фазовращателя 3.

Вход 6 через последовательно соединенные ключ 4.1, фазовращатели 2 и

3 и ключ 4.2 подключен к выходу 7. ЗА

Кроме того, вход 6 и выход 7 подклю- @ чены к ключу. 5. управляющие входы ключей 4.1, 4.2 и 5 подключены к входу 8 °

Разряды 9.1 — 9.К фазовращателя

3 включены последовагельно, Вход разряда 9.1 является входом, а выход разряда 9.К вЂ” выходом фазсвращателя 3. Каждый из разрядов 9.1, 9,2

9.К зашунтированы ключом 10.1,10.2

IО.К соответственно. Входы 11 ° I, Il.2 — II.К подключены к упр"-.вляющнм входам ключей 10,1, 10.2 — IО.К, Многоразрядный дискретный фазо-.ращатель содержит N разрядов 1, электронный ключ 12, нормально разомкну. тый с управляющим входом 13, вход

1583867

14 устройства, зонд 15, детектор 16, усилитель 17, индикатор 18, блок 19 управления, выходы 20.1, 20.2—

20,К+1 блока 21 регулировки, источник 22 постоянного напряжения, тумблеры 23, 24,1, 24.2 - 24,К, выход 25 фазовращателя. Вход 14 подключен к выходу 25 через последонательно соединенные разряды I между первым и 1g вторым разрядами 1 включен ключ 12.

К входу 14 через последовательно соединенные зонд 15, детектор 1.6, усилитель 17 подключен индикатор 18. Выхо-. ды блока 19 подключены к входам 8 разрядон 1. Вход 13 ключа 12 подключен к выходу 20.1 блока 21. Входы

11.1 всех разрядов 1 объединены и подключены к выходу 20.2, входы 11.2 к входу 20.3, а входы 11.К вЂ” к выхо- 20 ду 20.К+1 блока 21. В блоке 21 источник -22 подключен к тумблерам 23,24.1, 24.2 — 24.К, вторые контакты которых соответственно подключены к выходам

20.1, 20.2, 20.3 - 20.К+1 блока 21. 25

Фазовый сдвиг, создаваемый фазовращателем, математически можно представить в ниде в» ф = Kd; Дф;. (1) 30

$\ L где ф — фазовый сдвиг, вносимый фазовращателем;

4ф; — фазовый сдвиг, вносимый

i""м разрядом 1;

d. — коэффициент, определяемый состоянием электронных ключей 4.1, 4.2 и 5 в i-м разряде 1;

ot; = О, если ключ 5 замкнут, à 40 ключи 4.1 и 4.2 разомкнуты;

c(» 1, если ключ 5 разомкнут,а ключи 4.1 и 4.2 замкнуты..

Код управляющих сигналов формирует.ся в блоке 19 и определяет значение коэффициентов a(, и соответственно

» величину ф .

Для установления заданного фазового сдвига необходимо, чтобы фазовая задержка д ф; каждого разряда 1 была заранее известна и равна

4Фя= 180 ; афя» = 90,:

360 4 N-1= 45 4ф, = — — --. (2)

Кроме того, необходимо, чтобы суммарные электрические длины фазовращателей 2 и 3 в каждом разряде 1 были соответственно равны

Р Лвк р 4вк Р

1 » — — — — 1 - - — — 1 и» 4 и1

Лвх

Р "Bx

2н или в общем виде

1Р .1 1УРР

1 (3) Лмин Лвх Лманс (4) где Линн и Л „кс- минимальная и максимальная длины,соответствующие границе рабочего диапазона входящих сигналов, то любое значение Я „, лежащее в рабочем диапазоне, можно предстанить так:

Лвк = M»»8 + 4Лвк у (5) где 4Л „- величина отклонения теку. щего значения длины волны входного сигнала от Л и„ (величина йДвх леяжт в интервале 0 4 LI Л вх Лм»»нс для любых допустимых значений входящих сигналов) .

С учетом (5) условие (3) можно представить в виде р мин аЛвк р

1 + 1„, 2 2 MNK аЛ вк т +

4 4

P мин

»»-

4Л вк

8 р Л мин 4Л Вх

1 +

2Н 2н э (6) где i - номер разряда 1, i ** 1...,,N °

1. — постоянная электрическая

1 длина фаэовращателя 2;

1 — регулируемая электрическая tlP

1 длина фазовращателя 3.

В устройстве электрические длины

1; каждого разряда 1 предварительно подстраиваются и устанавливаются в соответствии с выражением (3) для каждой длины волны входного сигнала

Это производится за .счет подст" роики фазовращателей 3 в каждом раэ" ряде 1, Так, если в общем случае длина волны входного сигнала лежит в диапазоне из которого видно, что электрическая длина разряда 1 должна содержат постоянную составляющую н переменную составляющую, т,е. для выполнения условия (3) необходимо, чтобы выполнились услония

Лмын

У

1„= 1„+ 1„; 1„

Ч й- упР

1 щ» °

"мин и « °

4 ю эзар вх Р 7 Фр

1 -- — — ° 1 =1 +1

N 4, 1583867 6 входчщих в остальные разряды 1 усть ройства.

Момент окончания подстройки определяется по показанию индикатором 18 минимального значения амплитуды сигнала на входе 14. Это достигается за счет того, что крайний левый разряд

1 на этапе подстройки выполняет функцию разомкнутого на конце четвертьволнового отрезка. его электрическая длина начинает увеличиваться с минимального значения до необходимого г

Р Ч напр !

5 1и-г = 1м-г+ 1 н-г лмин " Bx Лвх

+ — — (9) (7) 4 4 4

Ч мыы J P Ьх

Л 20

1 1

7 2ы \ 2й

Таким образом, за счет подстройки электрических длин фазонращателей

3 в каждом разряде 1 до величины зЧ " ак

1, =- — —. 2 (8)

i 2N выполняются .необходимые условия работы (3) и (6). 30

Фазовращатель работает, в два этапа.

Вначале для текущего значения длины волны входного сигнала производится подстройка электрических длин фазовращателя 3 п нсе" Р"Ряд х 35 до значений, указанных в выражении (7), так, чтобы разряды 1 на данной частоте вносили фазовые сдвиги в соответствии с выражением (2). В исходном состоянии (фиг.1) на входы 8 раз- 40 рядов 1 сигналы не поступают и, следовательно, ключ 5 разомкнут, а ключи

4,1 и 4.2 замкнуты (йиг.1).

На вход 13 ключа 12 сигнал также не поступает, и этот ключ разомкнут . 45 (фиг.2). При этом левый разряд 1,чей вход является входом 14, имеет фазовращатель 2 с электрической длиной мин равной -- — —. На вход фазовращателя

4 50 поступает входной сигнал с длиной волны Л „, амплитуда которого контролируется индикатором 18, При замыкании тумблеров 24.1, 24.2 — 24.К, расположенных в блоке 21, постепенно увели- у чивается Электрическая длина фазовращателя Э, входящего в левый разряд

1. Одновременно с этим увеличиваются электрические длины фазовращателей 3, причем дополнительное приращение длины 4Лв„ /4 обеспечивается подстройкой электрической длины только фазонращателя 3 разряда 1, В момент, когда условие (3) выполняется, этот разряд 1 янляется четвертьволновым отрезком, разомкнутым на конце, его входное сопротивление равно нулю и амплитуда сигнала на входе 4 оказывается минимальной, Это и фиксируется по показанию индикатора 18, Одновременно с этим увеличиваются в соответствующей пропорции электрические длины других фазовращателей

Э в остальных разрядах 1, обеспечивая в момент фиксации выполпение условий (7) .

После окончания подстройки в блоке 21 замыкается тумблер 23 (фиг,2), управляемый сигнал поступает на вход

13 ключа 12, последний подключает крайний левый разряд 1 к второму pasряду 1 устройства. На втором этапе производится установка заданного фазового сдвига для данного входного сигнала в соответствии с кодом, поступающим с блока 19 на входы 8 разрядов 1.

I, Фазовращатель расширяет рабочую полосу частот, причем необходимый фазовый сдвиг не зависит от частоты входного сигнала, Подстройка производится с помощью самого фазовращателя, при этом не требуется его отключения от цепи и подключения дополнительного измерительного прибора.

Формула иэобрете:ия

C h

"ц„, иихф i 2 s NP

I где 1„ электрическая длина до полнитепьного дискретного многоразрядного фаэо1, Многоразрядный. дискретный фазовращатель содержащий блок управле9

5 ния и последовательно соединенные разряды, кажцый из которых состоит иэ основного фаэовращателя, нормально разомкнутого и двух нормально замкнутых электронных ключей, управляющие входы которых объединены и . подключены к управляющему входу разряда, причем вход разряда соединен с выходом разряда через. контакты нормального разомкнутого ключа и с входом осноЬного фазовращателя через контакты первого нормально замкнутого ключа, а первый контакт второго нормально замкнутого ключа подключен к выходу разряда о т л и ч а ю—

:шийся тем, что, с целью расширения рабочей полосы частот, в каждый .,разряд введен дополнительный дискретный многоразрядный фазовращатель, подключенный по входу к выходу основ" 25 ного фазовращателя, по выходу — к второму контакту второго нормально замкнутого ключа и содержащий последовательно соединенные разряды, зашунтированные электронными ключами, управ-QQ ляющие входы которых являются входами подстройки, причем, вход первого разряда является входом, а выход последнего разряда — выходом дополни- тельного дискретного многоразрядного фаэовращателя, электрическая длина которого определяется из выражения вращателя, входящего в

i-й разряд;

- максимальная и минимальная длины волн, соответствующие границе рабоче- . го диапазона частот;

N — число разрядов многоразрядного дискретного фазовращателя;

i - номер раз яда, в который входит дополнительный дискретный многоразрядный фазовращатель, ь2,...,Ы.

2, Фазовращатель по п.!, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности труда, в состав многоразрядного дискретного фазовращателя дополнительно введены блок подстройки, дополнительный нор- мально разомкнутый электронный ключ, включенный между первым и вторым разрядами многоразрядного дискретного фаэовращателя и последовательно сое-. диненные зонд, детектор, усилитель и индикатор, причем вход первого разряда является входом фазовращателя и подключен к зонду, а выход последнего разряда - выходом фаэовращателя, входы управления каждого разряда подключены к выходам блока . управления, одноименные входы подстройки каждого разряда фазовращателя объединены и совместно с входом управления дополнительного нор1 мально разомкнутого электронного ключа подключены к выходаМ блока подстройки, причем электрическая длина первого разряда,подключенного к входу фазовращателя, равна четверти минимальной длины волны рабочего диапазона входного сигнала.

1583867

Фиг.1

Составитель А. Орлов

Техред Л.Серд1окова Корректор О.Кравцова

Редактор А.Коэориз

Заказ 2252 Тираж 548 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, 101