Калибратор фазы

 

Союз Советских

Социалистических

Республик т<)!7638 (;) (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2405.78 (21) 2623576/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 1 "0980, Бюллетень ¹ 34

Дата опубликования описания 150ß80 к 25/п4

Госутитрстветтитяи ко)ти « I

< . (. С Р оо телки и товрг тонии и открытий (53) УДК 621. 317.

° 3)73 (088. Я > (72) Авторы изобретения

9. М. < аттельников, й. М. Муфтахов, <т. г 1<опа«<,), и У .Д. Максутов

Башкир<«<«). - осударствен«ый универстттет

;тм. 40-летия <)ктября (71 ) За я!титель (541 !< Л!!!)Рт)ТГ1);)<<81,!

30

Изобрете«èå от«ос тт я к области информационно-измерителт.«ои техники и может быть использовано в измерительных устройствах, р<ализующих фа— зовые метотььт измерений, и в качестве эталона фазового сдвига, а также в вычислительной технике.

Известен калибратор фазы, содержащий коммутатор опорных напряже— ний, квадратичные цифроуправляемые проводимости, цифроуправляемые линейные проводимости, предназначен— ные для аппроксимации функций радиальной дробью {1) .

Недостатком этого калибратора является наличие в нем потенциометров для установки коэффициентов, количество которых определяет порядок аппроксимирующей функции.

Известен калибратор фазы, содержащий коммутатор опорных напряжений и суммирующий операционный усилитель с линейными дискретно-управляемыми проводимостями на входе и в цепи обратной связи {23 .

Недостатком такого калибратора является методическая погрешность воспроизведения заданного фазового сдвига и нестабильность амплитуды при поразрядном регуттиров)пити,таv. как при этом производи тся аппракси— мания зависимости фазового сдвига от изменений величины проводимс)стей

«а входе сумматора.

Целью изобретения является повышение — î÷íîñòè и снижение амплитудной нестабильности выход«ого напря— жения.

Цепь достигается тем, что калибратор фазы, содержащий коммутатор опорных напряжений и суммирующий операционный усилитель с дискретноуправляемьпии проводимостями на входе, соединенными соответственно с выходами коммутатора, и постоянной проводимостью между входом и выходом, снабжен первым, вторым, третьим, етвертым, пятым и шестым дополнительными операционными усилителями с двумя дискретно-управляемыми проводимостями на входе каждого из дополнительных операционных усилителей и с постоянной проводимостью между входом и выходом каждого, причем первый выход коммутатора опорных напряжений соединен со входом первой дискрет" î-управляемой проводимости первого дополни763815 где К- "О, 1, 2,..., S

U, (N), 0 (Н) 55 номер опорного входного напряжения, подключенного на выход коммутатора, напряжения со- 60 ответственно на первом и втором выходах коммутатора; входной код. 65 тельного операционного усилителя, а второй выход коммутатора опорных напряжений соединен со входом второй дискретно-управляемой проводимости первого дополнительного операционного усилителя, выходы операционного и первого дополнительного операционного усилителей соединены соответственно с входами первых и вторых дискретно-управляемых проводимостей второго и третьего дополнительных операционных усилителей, выхо,ды которых соединены соответственно с входами первых и вторых дискретноуправляемых проводимостей четвертого и пятого дополнительных операционных усилителей, выходы которых соедине- )5 ны с входами первой и второй дискретно-управляемой проводимости шестого дополнительного операционного усилителя, управляющие входы первых и вторых дискретно управляемых проводи- 70 мостей всех операционных усилителей соединены между собой соответственно.

На фиг. 1 представлена блок-схема калибратора фазы; на фиг. 2 — векторная диаграмма.

Калибратор фазы содержит коммутатор 1 опорных напряжений, операционный усилитель 2, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой добавочные операционные усилители

3,4,5,6,7 и 8, постоянные проводимости 9,10,11,12,13,14 и 15 в цепи обратной связи операционных усилителей, первые и вторые дискретно-управляемые проводимости 16,17,18,19, 35

20,21,22,23,24,25,26,27,28 и 29, соединенные со входом каждого из операционных усилителей.

Устройство работает следующим образом. 40

На входы коммутатора 1 (фиг. 1) подаются равные по амплитуде напряжения:

Ue g-e)+ U е">< д э Я-1)о

I > )

> где S — количество входов коммутатора 45 разность фаэ между напряжениями на к и (к-1) входах коммутатора, U — амплитуда опорного напряжения.

На входах коммутатора будут напряжения и (рч) = U е "

U (N) V.ел(к1)

Напряжения U,(N) и О (N) поступа2 ют на входы дискретно-управляемых проводимостей 16-19 (фиг.1), на входах операционных усилителей 2 и 3 формируются напряження, равные соответственно: и,,и, ь,и )4 +U ь о

> i»» п

1Ь

$ n 1

gin% (п м)) где

1 8

О, 1, 2,...,—, — — значения соответствующих разрядов кода фазового сдвига ф,>)Ь вЂ” коэффициенты суммирования> определяемые отношениями величины дискретноуправляемой проводимости к величине постоянной проводимости соответстствующего усилителя.

Фаза напряжения на при этом:

U будет рав Ь пКФ >>,5>»>> >>> >>

<>=avctg

=КР+ П1

d,ÑO КФ1ф„СОЕК.,) Р Я соответственно фаз а напряжения U равна: а бакP f6

L „u„1P „u„

)3ь. а (jэ Р» (4, Rih (Я- Р ) где ф в и(. 4 ъ) Х(и (.4 ьJ

Shi (Ф4- Ръ) Напряжения U U4 поступают на входы дискретно-управляемых проводимостей- 20-23. На выходах усилителей 4 и 5 формируются напряжения, равные соответственно:

763В15 л

«800

7/5 л

5in—

480 (X

1l. л

1 I.

«gp «800

5 л

И б п

40

50

55 бО

p y 2 1BOO(- Д значения соответствующих разрядов кода фазового сдвига, Ñ(>,о«4,,б,/Ь4 — коэффициент суммирования.

Фазовые сдвиги напряжений U 8 и (фиг.2) равны соответственно > Ф 5ът(Фд Рь»sinim il9< 4 I

5 (,,СО П (Р4- Р )Ф(5 СОЖп + )(РД-«Я

Р =arc1.ô

М

s ео

С 4 Bi

6- Сй"С ,Ъ&Я

160

Раз ность фаз между напряжениями и UI, остается постоянной во всем диапазоне регулирования фазового сдвига, а амплитуда их равна амплитуде опорных напряжений. Таким образом, на входы дискретно-управляемых проводимостей 24,25, 26 и 27 (фиг.1) поступают напряжения U6 и

06 (фиг.2):

U =U e 5 (luau e +6. .«ч 5.

Эти напряжения суммируются с коэффициентами: где i = 0,1,2,...,9.

Йа выходе усилителя 6 формируется напряжение:

u,=И е" на выходе усилителя 7 напряжение U<

При этом

g 5Qgrf(P g (55

> Т 6 a+cOS y< + (55 coS (P6 5 1800

Это напряжение является выходным напряжением дискретно-управляемого калибратора фазы. Таким образом, фазовый сдвиг выходного напряжения

U может быть записан в виде:

Г . /

Il 1ь 1L

„. =р- — - — Е+ —

« б «SP 1800

Н

K(f + — (а+0,«0 i 0,0«. <1, 18

Если раз ность фаз между опорными напряжениями, снимаемыми с выходов коммутатора 1, сделать равной

«о- 1

«P = — e

«Ь то выражение для фазы выходного напряжения дискретно-управляемого калйбратора фазы перепишется в виде: л к

Vч,=««0(«O0 X «O IIII eO, 4) 5

<о

Напряжения Uy и U8 поступают через дискретно-управляемые проводимости 28 и 29 на вход усилителя 8, на выходе которого образуется результирующее напряжени».

Коммутатор опорных н апряжений 1 (фиг. 1) используется для расширения пределов регулирования фазового сдвига от 0 до (5-1)P.

КоэффиЦиенты + - g и,5„-)Ьь Принимают дискретные значения в соответствии с прямым (обратным) кодом фазового сдвига N(N), поступающим на цифровые входы дискретно-управляемых проводимостей 16-27.

Постоянные проводимости 9-15 служат для выбора режима операционных усилителей.

Операционные усилители в устройстве можно использовать в интегральном исполнении (типа 14ОУД1Б), дискретноуправляемые магазины проводимостей выполняют методом тонкопленочной технологии. При этом получаются очень малые габариты, достигается экономичность и высокая технологичность устройства.

ФоРмУЛа изобретения

Калибратор фазы, содержащий коммутатор опорных напряжений и суммирующий операционный усилитель с дискретно-управляе ыми проводимостями на входе, соответствени > соединенными с выходами коммутатора, И постоянной проводимостью между входами и выходом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и снижения амплитудной нестабильности выходного напряжения, ои снабжен первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым дополнительными операционными усилителями с двумя дискретно-управляемыми проводимостями на входе каждого иэ дополнительных операционный усилителей и с постоянной проводимостью между входом и выходом каждого, причем первый выход коммутатора опорных напряжений соединен со входом первой дискретно-управляемой проводимости первого дополнительного операционного усилителя, а второй выход коммутатора опорных напряжений соединен со входом второй дискретно-управляемой проводимости первого дополнительного операционного усилителя, выходы операционного и первого дополнительного операционного усилителей соединены соответстветственно с входами первых и вторых дискретно-управляемых проводимостей второго и третьего дополнительных операционных усилителей, выходы которых соединены соответственно с входами первых и вторых дискретноуправляемых проводимостей четвертого и пятого дополнительных операционных усилителей, выходы которых соединены с входами первой и второй дискретно763615 управляемой проводимости шестого дополнительного операционного усилителя, упразлякчие входы первых и вторых дискретно-управляемых проводимостей всех операционных усилителей соединены между собой соответственно.

ИcTo÷ники информации, принятые EQ внимание при ксгн р тизе

1. Авторское свидетель =тво СС(Р

9 455479, кл. Н 03 К 13/04, l9 i4.

2. Авторское свидетель тво СССР

М 4511В9, кл. Н 03 К 13/02. 1974.

763815.в,и, Составитель М. Барашков

Техред А. Ач Корректор И. Муска

Редактор И. Шубина

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Заказ 6274/39 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5