Широкополосное управляемое фазосдвигающее устройство инфранизкочастотного диапазона

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВйДЕТЕДЬСТВУ пп 425l26

Сот з Советских

Социалистических, Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 18.05,72 (21) 1788009/18-10 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.04.74. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 27.09.74 (51) М. Кл. б 01г 25/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР пе делам иэебретеиий и аткрытий (53) УДК 621.317.772 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Е. Быков и В. Г. Цывинский (71) Заявитель (54) ШИРОКОПОЛОСНОЕ УПРАВЛЯЕМОЕ ФАЗОСДВИГАЮЩЕЕ

УСТРОЙСТВО ИНФРАНИЗКОЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА

Изобретение относится к радио- и электроизмерительной технике и может быть использовано при построении измерителей комплексного коэффициента передачи четырехполюсников, калибраторов фазы и т. п.

Известное фазосдвигающее управляемое устройство инфра низкочастотного диапазона, содержащее усилитель постоянного тока с конденсатором в цепи обратной связи и спаренные потенциометры, характеризуется невысокой точностью, определяемой точностью и стабильностью используемых резисторов, потенциометров, корректирующих резисторов и конденсаторов. Кроме того, угол сдвига фаз, создаваемый таким устройством, зависит от частоты сдвигаемого сигнала. Поэтому необходимо производить настройку устройства на заданную частоту путем изменения значения емкости конденсатора обратной связи. Это сужает область применения подобных устройств, так как число необходимых значений частот сдвигаемых сигналов велико, а шкала номинальных значений серийно выпускаемых конденсаторов ограничена. Кроме того, точность переменного конденсатора определяет точность фазового сдвига, создаваемого устройством. Поэтому при изменении частоты сдвигаемого сигнала необходимо практически полностью перестраивать устройство, изменяя как значения сопротивлений корректирующих резисторов и потенциометров, так и значения емкости конденсатора обратной связи. Обеспечить соответствие между положением движка спаренного потенциометра и углом сдвига фаз в диапазоне частот практически невозможно.

Цель изобретения — повышение точности создаваемого фазового сдвига в широком диапазоне частот сдвигаемых сигналов.

10 Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено нуль-органом, амплитудными детекторами, реверсивным счетчиком импульсов, преобразователем код — сопротивление, ключами, генератором импуль15 сов и дополнительными усилителями, в цепи обратной связи которых установлены встречно включенные спаренные потенциометры, причем вход устройства через преобразователь соединен с усилителем постоянного тока, к входу и выходу которого подключе:I конденсатор, выход усилителя постоянного тока через резистор и дополнительный усилитель соединен с выходом устройства, а через амплитудный детектор — с одним из входов нуль-органа, вход другого дополнительного усилителя соединен с входом устройства, а его выход через амплитудный детектор присоединен к второму входу нуль-органа, выход нуль-органа соединен с ключами, к вторым

30 входам которых подключен генератор и;425126 пульсов, ключи соединены с входом реверсивного счетчика импульсов, связанного с преобразователем, к входам и выходам дополнительных усилителей параллельно подключены спаренные потенциометры.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит вход 1, преобразователь 2 код — ; усилитель 3 постоянного тока с входом 4 и выходом 5; конденсатор 6; дополнительные усилители 7 и 8; выход 9 устройства; амплитудные детекторы

10 и 11; входы 12 и 13 нуль-органа; нульорган 14 выход 15 нуль-органа ключи 16 и

1i ; второй вход 18 ключеи; генератор 19 импульсов; суммирующий вход 20 реверсивного счетчика импульсов; реверсивный счетчик 21 импульсов; вычитающий вход 22 реверсивного счетчика импульсов; выход 23 реверсивного счетчика импульсов; вход 24 и выход 25 дополнительных усилителей; спаренные потенциометры 26; постояные резисторы 27 и 28.

Вход 1 устройства через преобразователь 2 соединен с усилителем 3 постоянного тока, к входу 4 и выходу 5 которого подключен конденсатор б. Выход 5 усилителя через дополнительный усилитель i соединен с выходом 9 устройства, а через амплитудный детектор 10 — с одним из входов 12 нуль-органа 14. Вход 1 устройства через резистор 28, а его выход 25 через амплитудный детектор

11 присоединены ко второму входу 13 нульоргана 14, а выход 15 нуль-органа соединен с ключами 16 и 17. Ко вторым входам 18 ключей подключен генератор импульсов 19.

Ключ 16 присоединен к суммирующему входу

20 реверсивного счетчика импульсов 21, а ключ 17 — к его вычитающему входу 22. Выход 23 реверсивного счетчика импульсов подключен к преобразователю 2. Ко входам 24 и выходам 25 дополнительных усилителей 7 и 8 подключены встречно включенные спаренные потенци ом етр ы 26.

Устройство работает следующим образом.

Входное напряжение У„поступает на вход

1 устройства и далее через преобразователь

2 — на усилитель постоянного тока 3, к входу и выходу которого подключен конденсатор 6.

Выходное напряжение усилителя постоянного тока при этом будет а — Ка1 и (2) где U< — амплитуда напряжения на выходе усилителя;

f„— частота сдвигаемого сигнала;

RD — сопротивление преобразователя 2 код — сопротивление;

С вЂ” емкость конденсатора 6;

U x — амплитуда входного напряжения.

Напряжение U поступает на вход амплитудного детектора 10, при этом на его выходе появляется напряжение где К 1 — коэффициент преобразования амплитудпого детектора 10.

Напряжение на выходе амплитудного детектора 11 будет

5 7а, — Ка, Клу 7вх (3) где ʄ— коэффициент преобразования амплитудного детектора 11> К,„, — коэффициент передачи дополнительного усилителя 8.

Оба напряжения Ь „и U,, поступают на вход нуль-органа 14, которыи открывает один из ключей 16 или 17 в зависимости от знака разности (U„—,U,, ). При этом, если

U,, ) U... открыт ключ 16, и импульсы с выхода генератора импульсов 19 поступают на суммирующий вход 20 реверсивного счетчика импульсов 21. Цифровое состояние счетчика переносится в преобразователь 2 и изменяет значение его сопротивления R .

Напряжение Un а следовательно, и с а,, начинает в соответствии с выражением (1) и (2) уменьшаться. Поступление импульсов в реверсивный счетчик прекратится, когда

U, станет равным U,, Если Оа, ) U„ открыт ключ 17, и импульсы с генератора импульсов поступают на вычитающий вход

22 реверсивного счетчика импульсов.

Работа устройства при этом происходит аналогичным об разом, так что поступление импульсов в реверсивный счетчик прекратится, когда Уа, уравняется с Ьа, °

При этом

2 f RÄC

U,„= К, Кау,U,„. (4) При А,, = К... получают:

2т /вЯ„СКду, — 1. (5) Таким образом, устройство поддерживает

1 постоянным произведение 2а/ЛвС= ау

=const независимо от значений входного напряжения U, и его частоты f„, а также неза45 висимо от точности и стабильности )4 и С.

Г1ри этом поддерживается постоянным и фазовый сдвиг, создаваемый устройством ср = агсф(К +1) 2 f+„C, (6)

50 где К,- — коэффициент усиления усилителя 3; а также погрешность этого сдвига

Ay = arctg . (7)

1 (Ку+ 1) г.аЯ„С

55 Подставив в выражение (6) выражение (5), получают

y = arctg—

Ку+ 1 дуь (8) 60 Таким образом, угол сдвига фаз, создаваемый устройством, при постоянстве Ку полностью определяется значением коэффициента передачи дополнительного усилителя 8 К,„,.

В соответствии с требуемым значением

65 сдвига фаз rp значение этого коэффициента

425126 г 27 R28

5 может быть определено из выражения

К- У+ (9)

С учетом выражения (5) выражение (1) принимает вид

U, .= U,.1(,, . (10)

Таким образом, амплитуда напряжения на выходе усилителя постоянного тока отличается от амплитуды входного напряжения устройства на величину К,у, .

Амплитуда выходного напряжения устройства будет вцх = ЛуР?г где К„у, — коэффициент передачи дополнительнoro усилителя 7.

Для обеспечения равенства амплитуд входного и выходного напряжений устройства берут

Кху, —1 (12) куг

Подставив в выражение (11) выражения (10) и (12), получа?от U„-=U„„,- при любых значениях угла 1р и частоты f, Равенство (12) обеспечивается встречным включением спаренных потенциометров и равенством

Предмет изобретения

Широкополосное управляемое фазосдвигающее устройство инфранизкочастотного

5 диапазона, содержащее усилитель постоянно10 тока с конденсатором в цепи обратной связи и спаренные потенциометры, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности создаваемого фазового сдвига и

10 обеспечения независимости этого сдвига от частоты сдвигаемого сигнала, оно снабжено нуль-органом, амплитудными детекторами, реверсивным счетчиком импульсов, преобразователем код — сопротивление, ключами, гене15 ратором импульсов и дополнительными усилителями, В lip?i?I обратной сВязи которых установлены встречно включенные спаренные поте?щпометры, причем вход устройства через преобразователь соединен с усилителем

20 ??OCTO?I?1?.0?0 TO?i3 C КОНДЕНСатОрОМ II 06p3Tпой цепи, выход усилителя постоянного тока через резистор и дополнительный усилитель соединен с выходом устройства, а через амПЛ?!ТУДНЫй ДстЕКтОР С ОДНИМ ИЗ ВХОДОВ ?IXгЛЬ25 ор-,а на, второй в. од которого через другой

ЗМПЛИтУДП?г?!1 ДЕтЕКтОР, ВтОРОй ДОПОЛПИтЕЛЬный усилитель, резистор подключен к входу устройства, а выход пуль-органа соединен с кл?Очам?1, связа?п?ыъ?и Одни? ?и Входал!?! с ре30 версивным счстчпко::, соединенного с преобразователе; код — сопротивления, а вторыми входамп — с генератором импульсов.