Устройство для автоматической настройки колебательного контура

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТНЧЕСКОЙ НАСТРОЙКИ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО КОНТУРА , содержащее управляемьй колебательный контур, к входу и выходу которого подключен датчик расстройки, последовательно соединенные блок поиска , коммутатор и исполнительньй элемент, выход которого соединен с управляющим входом управляемого колебательного контура, а также подключенные к выходу управляемого колеба тельного контура поСледбвательно соединенные амплитудный детектор и пороговый элемент, о т л и ч а ю и; е ес я тем, что, с целью повьпиения точности настройки, между выходом датчика расстройки и другим входом коммутатора включен корректор, а между выходом порогового элемента и управляющими входами корректора, коммутатора, и блока поиска включены последова§ тельно датчик максимума и бистабильный элемент, другой вход которого (Л является входом Пуск.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

59 А (19) (И) ась Н 03 3 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3534795/18-09 (22) 07.01.83 (46) 30.05.84. Бюл. ¹ 20 (72) В.В. Блатов (53) 621.396.662(088.8) (56) 1. Каганов В.И. Системы автоматического регулирования в радиопередатчиках. N., "Связь",1961,с.180.

2. Авторское свидетельство СССР № 358767, кл. Н 03 J 3/00, 19.11.71 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИ-

ЧЕСКОЙ НАСТРОЙКИ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО КОНТУРА, содержащее управляемый колебательный контур, к входу и выходу которого подключен датчик расстройки, последовательно соединенные блок поиска, коммугатор и исполнительный элемент, выход которого соединен с управляющим входом управляемого коле бательного контура, а также подклю" ченные к выходу управляемого колебательного контура поСледовательно соединенные амплитудный детектор и пороговый элемент, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности настройки, между выходом датчика расстройки и другим входом коммутатора включен корректор, а между выходом порогового элемента и управляющими входами корректора, коммутатора . и блока поиска включены последовательно датчик максимума и бистабиль- @ ный элемент, другой вход которого является входом "Пуск".

1095359 импульсов через ключ, цифро-аналогового преобразователя и операционного усилителя, другой вход которого является сигнальным входом корректора, 5 а управляющий вход ключа является управляющим входом корректора.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться, в частности, для автоматической настройки колебательных контуров усилителей передатчиков и приемников преимущественно СВЧ диапазона.

ИзВестно устройство для фазовой автоматической настройки контура (ФАНК), содержащее колебательный контур (объект регулирования), вход ко- 1О торого соединен с первым входом фазового дискриминатора через фазосдвигающую цепочку, а выход контура соединен с вторым, входом фазового дискриминатора, выход которого подключен к 15 второму входу колебательного контура через последовательно соединенные фильтр нижних частот (ФНЧ), усилитель постоянного тока и управляющий (исполнительный) элемент. Принцип работы устройства заключается в том, что при настройке колебательного контура на частоту генератора сигналы поступающие на вход фазового деУ о тектора, сдвинуты по фазе на 90, по- 25 этому напряжение на его выходе равно нулю. При расстройке контура разность фаз сравниваемых напряжений изменяется в пределах +90 и фазовый дискримиíàтор вырабатывает сигнал ошибки, который через ФНЧ и усилитель поступает на исполнительный элемент, подстраивающий контур (13.

Однако данное устройство характеризуется недостаточно высокой точ35 ностью при работе в СВЧ диапазоне.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для автоматической настройки колебательного контура, которое содержит управляемый колебательный контур, к входу и выходу которого подключен датчик расстройки (рассогласования), последовательно соединенные блок поиска, коммутатор и

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что корректор выполнен в виде соединенных в кольцо элемента сравнения, реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора. тактовых

2 исполнительный элемент, выход которого соединен с управляющим входом управляемого колебательного контура, а также подключенные к выходу управляемого колебательного контура последовательно соединенные амплитудный детектор и пороговый элемент 2 3.

Недостаток этого устройства состоит в том, что при дополнительном запаздывании сигнала в усилителе (например, в ламповом генератора СВЧ диапазона нли полупроводниковом уси" лителе мощности) или в измерительных цепях фазовая характеристика оказывается смещенной относительно резонансной частоты контура.

Известный метод коррекции фазового сдвига при помощи фазосдвигающей цепи не обеспечивает необходимой точности при работе в диапазоне час-, тот, поскольку паразитный фазовый сдвиг имеет немонотонный характер.

Кроме того, система становится сложной в регулировке, поскольку каждое устройство должно настраиваться индивидуально, а при замене ВЧ элементов (лампы, соединительных ВЧ кабелей) возникает необходимость в дополнительной корректировке. Поскольку сам процесс корректировки сложен, эксплуатационные характеристики устройства резко снижаются.

Цель изобретения — повышение точности настройки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматической . настройки колебательного контура, содержащее управляемый колебательный контур, к входу и выходу которого подключен датчик расстройки, последовательно соединенные блок поиска, коммутатор и исполнительный элемент, выход которого соединен с управляющимвходом управляемого колебательного контура, а также подключенные к вы10953

3 ходу управляемого колебательного контура последовательно соединенные амплитудный детектор и пороговый элемент, между выходом датчика расстройки и другим входом коммутатора включен корректор, а между выходом порогового элемента и управляющими входами корректора, коммутатора и блока поиска включены последовательно датчик максимума и бистабильный элемент, 1ð другой вход которого является входом

"Пуск".

При этом корректор выполнен в виде соединенных в кольцо элемента сравнения, реверсивного счетчика, счетный 1S вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов через ключ, цифро-аналогового преобразователя и операционного усилителя, .другой вход которого является сигнальным 20 входом корректора, а управляющий вход ключа является управляющим входом корректора.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства для 25 автоматической настройки колебательного контура; на фиг.2 — структурная электрическая схема корректора.

Устройство для автоматической,.

30 настройки колебательного контура со-I держит последовательно соединенные управляемый колебательный койтур 1 и датчик 2 расстройки, второй вход которого подключен к входу управляемого колебательного контура 1, а также последовательно соединенные блок 3 поиска, коммутатор 4 и исполнительный элемент 5, выход которого соединен с управляющим входом управляемого колебательного контура 1, а к выходу

40 управляемого колебательного контура

1 подключены последовательно соединенные амплитудный детектор 6 и пороговый элемент 7. Иежду выходом датчика 2 расстройки и другим входом

45 коммутатора включен корректор 8, а между выходом порогового элемента 7 и управляющими входами корректора 8, коммутатора 4 и блока поиска 3 включены последовательно датчик максимума 9 и бистабильный элемент 10, другой вход которого является входом

"Пуск".

Корректор 8 выполнен в виде соединенных в кольцо элемента сравнения

1 1, реверсивного счетчика 12, счетный вход которого соединен с выходом генератора 13 тактовых импульсов через

59 4 ключ 14, цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) 15 и операционного усили. теля 16, другой вход которого является сигнальным входом корректора .8.

Управляющий вход ключа 14 является управляющим входом корректора.

Устройство работает следующим образом.

На выходе блока 3 поиска формируется напряжение, которое через коммутатор 4 поступает на исполнительный элемект 5, перестраивающий управляемый колебательный контур 1. В процессе перестройки контура при попадании частоты входного сигнала в полосу пропускания контура на выходе ампли" тудного детектора 6 появляется напря" кение, пропорциональное частотной характеристике контура. Максимальное значение этого напряжения совпадает с настройкой контура на частоту Ес входного сигнала. На выходе датчика

2 расстройки при перестройке управляемого колебательного контура 1 напряжение изменяется в соответствии с фазовой характеристикок. Однако из-за паразитных фазовых сдвигов при настройке контура на частоту входного сигнала выходное напряжение датчи" ка 2 расстройки не равно нулю, а равно величине U, которая может изменяться по диапазону. При непосредственном использовании напряжения датчика 2 расстройки для подстройки управляемого колебательного контура

1 система ФАНК настроила бы контур с ошибкой д1, равной сдвигу фазовой характеристики относительно резонансной частоты контура.

В момент прохождения максимума датчиком максимума 9 бистабильный элемент 10 опрокидывается в единичное состояние. !

В момент начала поиска он установлен в нулевое состояние сигналом

"Пуск". Выходной сигнал бистабильного элемента 10 подается на блок 3 поиска и блокирует поиск, поступает на коммутатор 4, подключая исполнительный элемент 5 к выходу корректора

8, который производит коррекцию фазовой характеристики..

Пороговый элемент 7 полышает помехоустойчивость устройства за счет амплитудной задержки Uä выходно,го сигнала амплитудного детектора 6„ поступающего на датчик максимума 9.

1095359

BHHHHH Заказ 3820 40 Тноаж 882 ПоПнноноа

Филиал ППП ЗПатаит, г. Ужгород,ул.Проектная, 4

Коррекция производится следующим образом. Напряжение запоминается в корректоре 8. С момента прохождения максимума на выходе корректора 8 формируется разность между выходным напряжением датчика 2 расстройки и напряжением U0.

В результате. управляющее напряжение в момент точной настройки управляемого колебательного контура 1 на входной сигнал оказывается равным нулю, а кривая зависимости управляющего напряжения датчика 2 расстройки от частоты — смещенной на величину

Оо, т.е. фазовая характеристика оказывается скорректированной.

Принцип работы корректора (фиг.2) заключается в следующем.

В режиме поиска ключ 14 открыт, 20 и на вход реверсивного счетчика 12

1 поступают импульсы с выхода генератора 13 тактовых импульсов, которые заполняют реверсивный счетчик 12. Число записанное в реверсивном счетчиЭ

25 ке 12, преобразуется в напряжение с помощью ЦАП 15 и подается на первый вход операционного усилителя 16, на второй вход которого поступает сигнал датчика расстройки 2. На выходе операционного усилителя 16 выделяется

30 разность между входными сигналами.

Сигнал разности поступает на элемент сравнения 11, опорное напряжение Уор в котором выбрано равным нулю. На выходе элемента сравнения 11 форми- З5 руется логический сигнал, зависящий от знака сигнала разности, который з управляет реверсом реверсивного счетчика 12. Фаза логического сигнала с выхода элемента сравнения 11 выбрана такой, чтобы разность между входными сигналами операционного усилителя 16 уменьшалась. Замкнутое кольцо образует систему автоматической регулировки. Частота тактовых импульсов выбирается настолько высокой, чтобы система безошибочно следила за изменениями напряжения на входе. При этом напряжение на выходе операционного усилителя 16 близко к нулю. В момент прохождения максимума ключ 14 запирается. Тактовые импульсы перестают поступать на вход счетчика 12, поэтому на первом входе операционного усилителя сохраняется неизменным напря жение 0, которое было на входах операционного усилителя 16 в момент выключения тактовых импульсов. В результате фазовая характеристика оказывается скорректированной.

Таким образом, в предложенном устройстве благодаря введению коррек— тора, датчика максимума и бистабильного элемента существенно повышается точность настройки контура на частоту генератора, что особенно важно при работе в СВЧ диапазоне. IIoBblllteHHe точности настройки, в свою очередь, приводит к повышению КПД передатчика, увеличению выходной мощности каскада, а при использовании в приемных устройствах — к повышению чувствительности приемника.

Предложенное устройство обеспечивает устойчивость и скорость отработ ки н повышает точность настройки.