Электронный фазовращатель

 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться при построении устройств для анализа частотных характеристик систем и устройств, моделирующих аналитические функции, а также в фазовых системах автоматического регулирования и калибровки. Цель изобретения - расширение предела электронного регулирования фазы сигнала до 0 - 360° при рабочем диапазоне частот до 300 МГц. Цель достигается тем, что в известное устройство введены усилитель-инвертор 2, мультиплексоры 5 и 6, фазосдвигающие цепочки 7 и 8, блок 13 постоянной памяти и цифроаналоговый преобразователь 14. Устройство содержит также источник 1 входного сигнала, фазосдвигающие цепочки 3 и 4, управляемый усилитель 9, сумматор 10, выходную шину 11 и источник 12 управляющих напряжений. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ЮД °

РЕСПУБЛИН (!9) !!!! 6 1 (У1) G 01 R 25/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4631467/21 (22) 03.01.89 (46) 07,07. 91. Бюп. № 25 (72) В.Л.Семенов (53) 621. 317. 77 (088. 8) (56) Авторское свидетельство - СССР № 1354132, кл. С 01 R 25/04, 1986.

Авторское свидетельство СССР, ¹ 414545, кл. G 01 R 25/04, 1972. (54) ЭЛЕКТРОННЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться при построении устройств для анализа частотных характеристик систем и устройств, моделирующих аналитические функции, а также в фазовых системах автоматического регулирования и калибровки. Цель изобретения — расширение предела электронного регулирования фазы сигнала до 0-3600 при рабочем диапазоне частот до 300 МГц.

Цель достигается тем, что в известное устройство введены усилитель-инвертор 2, мультиплексоры 5 и 6, фаэосдвигающие цепочки 7 и 8, блок 13 постоянной памяти и цифроаналоговый преобразователь 14, Устройство содержит также источник 1 входного сигнала, фазосдвигающие цепочки 3 и

4, управляемый усилитель 9, сумматор 10, выходную шину 11 и источник

12 управляющих напряжений. 3 ил.

16616 70

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться при построении устройств для анализа частотных характеристик систем и устройств, моделирующих аналитические функции, а также в фазовых системах автоматического регулирования и калибровки.

Цель изобретения — расширение предела электронного регулирования ! .!фазы сигнала до 0 — 360 при рабочем

, диапазоне частот до 300 мГц. !

На фиг,1 приведена функциональная схема электронного фазовращателя на фиг.2 — векторные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг.3— временные диаграммы управляющих напряжений на входе и выходе источника и входе управляемого усилителя.

Электронный фазовращатель содержит источник 1 входного сигнала, подключенный к усилителю-инвертору 2, основной, неинверсный выход которого непосредственно и через фазосдвигающие цепочки 3 и 4, дающие сдвиги на

+60 и -60, подключен к соответствующим сигнальным входам мультиплексоров 5 и 6, а инверсный выход усилителя 2 через фазосдвигающие цепочки

7 и 8, дающие сдвиги на +60 и -60 о и непосредственно подключен к остальным соответствующим входам мультиплексоров 5 и 6. Выход мультиплексора 5 непосредственно, а выход мультиплексора 6 через управляемый усилитель 9 подключены к входам сумматора 10, выход которого соединен с выходной шиной 11.

Кодовые выходы источника 12 управляющего напряжения через блок 13 постоянной памяти подключены к входам управления мультиплексоров 5 и 6.

Выходы младших разрядов источника 12 управляющего напряжения через цифpoBHBJIol"oBblH преобразователь (ЦАП)

14 подключены к входу управления усилителя 9.

Электронный фазовращатель работает следующим образом.

Сигнал от источника 1 входного сигнала поступает на вход усилителя

2, имеющего основной и инверсный выходы. На выходах усилителя 2 и выходах, подключенных к усилителю фазосдвигающих цепочек 3, 4, 7 и 8, формируются шесть сигналов, сдвинутых по фазе на угол 60 один относительо но другor о (фиг, 2а) . Сигналы поступают на шесть входов каждого из мультиплексоров 5 и б, Под действием циф5 рового кода, поступающего на входы управления мультиплексоров 5 и 6, на их выходах образуются два синусоидальных сигнала равной амплитуды со сдвио гом на 120 . Смена цифрового кода на входах управления мультиплексоров 5 и 6 производится последовательно (код равномерно увеличивается или уменьшается от 000 до 101). Соответственно последовательно происходит и подключение входов мультиплексоров к их выходу так, что векторы-сигналы совместно поворачиваются на 60, 120, 180, 240 и 300, сохраняя взаимный сдвиг фазы 120 (фиг.2б). Первый из сигналов (вектор А, фиг. 2a) непосредственно, а второй (сигнал вектора В, фиг.2а,б) через усилитель 9 с изменяющимся от 0 до К под действием управляющего напряжения коэффициентом передачи поступают на сумматор 10. В результате происходит геометрическое суммирование двух сигналов, сдвинутых по фазе на угол 120, один из которых может изменять амплитуду под действием управляющего напряжения на входе усилителя 9 (от 0 до U g = Пд). Таким образом, на выходе электронного фазовращателя, т.е. на выходе сумматора 10 (выходная ши35 на 11), под действием изменения уровня управляющего напряжения на входе управления усилителя 9 можно получить синусоидальный сигнал, сдвинутый относительно входного на угол от 0 до +60 . Следует отметить, что

6 0 неравномерность амплитуды выходного сигнала в диапазоне изменения фазового сдвига 0 — 60 под действием, например, линейно изменяющегося управляющего напряжения, не будет превышать 15 .

Для поворота входного сигнала (вектор А, фиг. 2) на угол, например

60 — 120 . (вектор Б — Г, фиг. 2а, в) необходимо увеличить цифровой код на входах управления мультиплексоров 5 и 6 (сменить двоичный код 000 на

001, фиг.3). При этом на выходе мультиплексора 5 будет сформирован сигнал постоянной амплитуды U (вектор

Б, фиг.2а, в), а на выходе мульти- плексора 6 сигнал U г (вектор Г, фиг.2а, в), амплитуду которого можно изменять аналогично вышеописанному

1661670

55 от 0 до U U>. Следует отметить, что при повороте входного сигнала (вектор А, фиг.2а, б, в) как на угол

Π— 60,так и на угол 60 — 120, необходимо использовать одинаковое управляющее напряжение (фиг.Зб), подводимое к входу управления усилителя

9 (закон изменения управляющего напряжения остается неизменным при по0 вороте входного сигнала на углы 0-60

60-120,..., 300-360 ).

Для поворота входного сигнала (вектор А, фиг. 2) на углы 120-180,180240, 240-300, 300-360, очевидно необходимо увеличивать значение цифрового кода на входах управления мультиплексоров 5 и 6, т.е. последовательно устанавливать 001, 010,..., 101 (фиг. За). При этом на выходе мультиплексора 5 будут последовательно во времени формироваться сигналы постоянной амплитуды Псоп, представленные векторами В, Г, Д, E на фиг.2, а на выходе мультиплексора 6 — соответственно сигналы, представленные векторами Д, Е, А, Б на фиг.2, амплитуда которых изменяется аналогично вышеописанному при каждой смене кода от 0 до аксаю 3

Пусть для поворота входного сигнала на угол от 0 — 60 на входах о управления мультиплексоров 5 и 6 необходимо иметь код 000, а на входе управления усилителя 9 иметь управляющее напряжение, изменяющееся от

0 до П „ д, . В этом, случае с выхода источника 12 управляющего напряжения на вход блока 13 и ЦАП 14 подают цифровой код, соответствующий десятичным числам от 0 до 60 . Поступающий на вход ЦАП 14 цифровой код преобразуется в управляющее напряжение (фиг. Зб). При этом устанавливается определенной величины коэффициент передачи усилителя 9 и соответственно определенной величины сигнал на входе сумматора 10 (величина изменяющегося вектора фиг, 2а). Поступающий на вход блока

13 цифровой код (фиг. 3a), соответствующий любому из чисел от 0 до 60 преобразуется в код 000 и подается на входы управления мультиплексоров

5 и 6. При этом на выходах мульти=. плексоров 5 и 6 формируются сигналы, соответствующие векторам А и В.

Так как под действием управляющего напряжения, сформированного на вы-, I ходе ЦАП 14, сигнал вектора В установится в соответствии с заданным кодом, а сигнал вектора А останется постоянным, то на выходе сумматора

10 в результате геометрического сложения будет сформирован сигнал, сдвинутый относительно входного на угол диапазона Π— 60 о

Для поворота вектора входного сигнала на любой из углов диапазонй

60-120 поступающий на вход блока 13 двоичный цифровой код, соответствующий числу от 60 до 120, преобразуется в код 001 и подается на мультиплексоры 5 и 6. Так как ЦАП 14 своими входами подключен только к младшим разрядам источника 12 управляющего напряжения, на которых может быть сформировано цифровое число, соответствующее только величине чисел 0 — 60, то очевидно, что при о формировании на выходах источника 12 цифрового кода, соответствующего числу диапазона 60 — 120, на вью ходе ЦАП 14 будет формироваться конкретная величина аналогового напряжения, соответствующего диапазону

0 — U9 что,до q (фиг. 2г) . При этом на выходах мультиплексоров 5 и 6 формируются сигналы, изображенные в виде векторов Б и Г на фиг,2а. На выходе усилителя 9 вЂ, входе сумматора 10 уровень сигнала (вектора Г, фиг. 2) устанавливается равным величине,. соответствующей диапазону аналогового напряжения от 0 до 09 „ мд„„, формируемого на выходе ЦАП 14. На втором входе сумматора 10 присутствует постоянный по амплитуде сигнал вектора

Б (фиг. 2). Так как между сигналами векторов Б и Г существует сдвиг фаз в 120, то в результате геометрического сложения двух векторов с разными амплитудами на выходе электронного фазовращателя будет сформирован сигнал, сдвинутый относительно входного на конкретный угол диапазона 60 — 120 (фиг. 2в).

Очевидно, что при формировании на. выходах источника 12 управляющего напряжения цифровых кодов, соответствующих числам 120 — 180, 180 — 240, 240 — 300, 300 — 360, на выходах блока 13, аналогично вышеописанному, будут формиров ать с я с оотв етс твенно коды 010, 011, 100, 101, а на выходе ЦАП 14 — аналоговое напряжение соответствующее конкретной величине

1661670

A-g диапазона 0 - Uq „ @а„, При этом

) на выходе электронного фазовращателя будет формироваться сигнал, сдвинутый относительно входного на коно кретный угол диапазонов 120 — 180

180 — 240, 240 — 300, 300 — 360 .

Электронный фазовращатель обеспечивает высокую точность управления фазой сигнала в диапазоне фазовых

Р сдвигов от 0 до 360 в рабочем диапазоне частот до 300 мГц. Формула изобретения !

Электронный фаэовращатель, содержащий источник входного сигнала, ис,точник управляющего напряжения, сое, диненные входами две фазосдвигаю щие цепочки, управляемый усилитель, выходом соединенный с входом суммато,ра, выход которого является выходом

:фазовращателя, отличающийся тем, что, с целью расширения пределов электронного регулирования сдвига фаз до 360 при сохранении о широкого диапазона частот, в него дополнительно введены усилитель-ин,вертор, два мультийлексора, третья и четвертая фазосдвигающие цепочки, цифроаналоговый преобразователь и блок постоянной памяти, при этом выход источника входного сигнала соединен с входом усилителя-инвертора, неинвертирующий выход которого непосредственно и через первую и вторую фазосдвигающие цепочки соответ10 ственно соединен с первыми тремя входами первого и второго мультиплексоров, а инверсный выход усилителя-инвертора соединен непосредственно и через третью и четвертую

15 фазосдвигающие соответственно с другими тремя входами первого и второго мультиплексоров, выход первого мультиплексора соединен с вторым входом сумматора, а выход второго мультиго плексора — с входом управляемого усилителя, кодовые выходы источника управляющего напряжения через блок постоянной памяти соединены с входами управления первого и второго

25 мультиплексоров, выходы младших разрядов источника управляющего напряжения через цифроаналоговый преобразователь подключены к входу управления управляемого усилителя.

Фиг.3

Составитель Ю,Макаревич

Редактор Е.Папп Техред С.Мигунова Корректор Н Ревская

Заказ 2120 Тираж 413 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