Широкодиапазонный кодоуправляемый фазовращатель Советский патент 1983 года по МПК G01R25/04 

Изобретение относится к фазоизмернтельной технике и предназначено для кодового управления фазой скиусовдального сигнала в широком диапазоне частот. Устройство может быть использовано в качестве преобразователя коа-Ф зовый сдьиг для рааличньтх фазовых систем радиотехники, автоматики и связи. Известен фаяоврвиатепь, соаержашяй фазорасщепитель, форм1фователь кодов синусной и косинусной Еадвисимости, цифровые интеграторы, преобразователи код напряжение и сумматор. В таком фазовра щателе используется прштил векторного суммирования напряжеш-й, а упрааиение вносимым фазовым сдвигом производится с помощью цифрового кода Ij. Однако этот фааопраиштель не позволяет рег лировать фазовый сдвиг в пределах О-ЗбО-, т.е. он не является круговым. Диапазон регулирования фазового сдвига в таком фазопрпи1атело рак.ен 1 90. Наиболее близким к предлагаемому яв- ляется устройство цифрового регулировани фазы в широком диапазоне частот, содержащее регистр памяти, расщепитель фазы, коммутатор, два цифроаналоговых преобразователя код - напряжение и сумматор, вход устройства соединен с входом фазорасщепителя, его выходы связаны через коммутатсф с входами преобразователей код - напряжение, выходы которых соедийены со входами сумматора,а выход сумматора - с выходом устройства, управляюlime входы коммутатора и преобразователе код - напряжение подсоединены к выходам регистра памяти, В устройстве для peryna рования фазового сдвига используется принцип суммирования квадратурных напря жений, которые формируются с помошью квадратурного фазорасщепителя, состоящего из двух логарифмических гфеобразователей фозы. Код устанавливаемого фазового сдвига в ЭВМ или пульте управления преобразуется в коды 1ровней синфазного и квадратурного напряжений, т.е. ЭВМ вы полняет функцию преобр)азователя код код. Эти коды записываются в регистр памяти и управляют ко:эффициентами передачи преобразователей код - напряжение. Благодаря использованию логарм})мических преобразователей и коммутатора в устройстве достигнуто регулирование фазового сдвига в пределах 0-360 в диапазоне частот 2, Начальный фазовый сдвиг зависит от частоты. Учет этого начального сдвига пpOipa мным путем в ЦВМ трабует больших аппаратурных затрат и не позволяет получить высокую точность установки абсолютных значений фазового сдвига между входным и выходными напряжениями устройства. Цель изобретения - повышение точности установки значения фазового сдвига между входным и выходным напряжениями фазовращателя в широком диапазоне частот. Поставленная цель достигается тем, что в широкодиапазонный кодоуправляемый фазовращатель,. содержащий два преобразователя код - код, два цифроаналоп вы преобразователя, коммутатор и сумматор, причем выходы коммутатора через цифроаналоговые преобразователи соединены с входами сумматора, выход которого соедшадн с выходом устройства, а входы управления цифроаналоговых преобразователей через преобразователи код код соединены с шиной кодового управления фазовым сдвигом, введены фааосдвигающий элемент, .-первый и второй инверторы, дешифратор квадранта, фазовый детектор, фильтр нижних частот и блок управления, причем вход устройства соединен с первым входом коммутатора непосредственно, с вторым входом - через первый инвертер, с третьим входом через фазосдвигающий элемент, выход KOTqDoro через второй инвертор подсоединен к четвертому входу коммутатора, вход управления фааосдвигающего элемента через последовательно соединенные блок управления и фильтр нижних частот соединен с выходом фазового детектора, входы которого подсоединены к выходам коммутатора, вход управления коммутаторе . дешифратор квадранта подсоединен к шине кодового управления фазовым сявигом. На фиг. 1 представлена структурная схема широкодиапазонного кодоуправляемого фазовозвращателя; на фиг. 2 - вариант выполнения фазосдвигаюшего элемента. Широкодиапазонньй кодоуправляемый фазовращатель « ,. содержит фазосдвигающий элемент 1, первый и второй инверторы 2 и 3, коммутатор 4, блок 5 управления, фильтр 6 нижних частот, азовый детектор 7, 1ц еобразователи 8 и 9 код - код, цифроаналоговые преобрааователи 10 и 11, сумматср 12, дешифратор 13 квадранта. Фааовоавращатель работает следующим образом. Входное напряжение llgj - и y sinooi фазу которого необходимо регул1фовать, поступает на первый вход коммутатора 4 непосредственно, на второй вход - через первый инвертор 2, на третий вход - через фаэосдвигающий элемент 1 и на четвер- тый - через второй инвертор 3. Фазосдвигающий элемент 1 изменяет фазу входного сигнала U д на 90. Коэффициент передачи инверторов и фазосдвигающего элемента i выбирают равным единице. Таким образом, на выходе коммутатора 4 формируются следующие ортогональные на1фяжения с равными амплитудами |j и Утв;п(бо1ИвО) (), ,i{ulv2rO°). В зависимости от кода, поданного на щиНУ управления фазовым сдвигом, дещифратсф 13 квадранта формирует сигналы, управляющие коммутатором 4, на выходах которого получаются напряжения: U, иУч при регулировании фазового сдвига q) в пределах от О до 90° (90 Cf i О); и и и- - U2 и U4 - 18О270 } иди U - 270-360°. Таким образом, фазовый сдвиг между выходными нахфяжешшми коммутатора 4 в любом его состоянии равен 9О°, Эти напряжения поступают на входы цифроаналоговых преобразователей 10. и 11, коэффициент /передачи по напряжению которых управля ется кодами К., и Kg. с равны соответственно значениям 5 intf и собЦ). гае Сс - значение задаваемого фазового сдвига. Эти коды формируются преобразов телями 8 и 9 код - код, которые преобра зуют код К I соответствующий задаваемому фазовому сдвигу Ц) , в коды Ко coscf и Kg Sim соответственно. Преобразователи 8 и 9 код - код могут быть вьшолн ны на основе постоянных запоминающих элементов или вычисляться с помощью микропрсяхессора. Если на вхсаы цифроана логовых преобразователей 1О и 11 прсту пают, например, напряжения U и Ьз , то выходные напряжения U этих преофазователей равны соответственно njcosqe noot () , Ц) coscoi {г После сум матера 12 формируется напряжение(co5q) +S4inqicoswt) ,iYi(). Если фазовый сдвиг между выходными напряжениями коммутатора 4 не равен 90®, то на выходе фазового детектс за 7 появляется напряжение, посто5шная составляющая KOTqporo iV пропс циональна отклонению фазового сдвига от 90 . Напряжение uV вьщеляется фильтром 6 нижних частот, усиливается блоком 5 управления и изменяет фазовьй сдвиг, вносимый фазосдвигающим элементом 1, таким образом, чтобы .фазовый сдвиг выходных сигналов коммутатора 4 стремился к 90. Коэффициент передачи фазосдвигаюшего элемента 1 по напряжению определяется выражением K.V. --. те модуль коэффициента передачи I 1, а фазовый сдв1П Ц) „,„ определяется выражением у t-OoRu u -arctd -u -. )VRl, При СОс R l,4q,. Для выполнения этого условия в щироком диа- . пазоне частот удобно изменять сопротивление резистора Ry так, чтобы Rij В качестве управляемого резистора Цу может использоваться оптоэлектрический преобразователь или цифроаналоговый гфеобразователь код - сопротивление. Предлагаемое устройство позволяет регулировать фазовый сдвиг в пределах О-ЗбО, при этом значение фазового сдвига соответствует управляющему коду и не содержит аддитивной составляющей. Устройство может работать в диапазоне частот с коэффициентом пере- . Для крытия по частоте п mi п известного (базовогоJ устройства коэф фициент перекрытия по частоте трудно обеспечить больше 20. Благодаря введению новых блоков и их функциональных связей исключены принципиальные ограничения, препятствующие получению высокой точности установки задаш1ых значений фазовых сдвигово В щироком диапазоне частот.

US)i.U inujt /

ц

y

I HJ

ibix.

ШИРСКОДИАПАЗОННЫЙ КОДОУПРАВЛЯЕМЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ, содержа1иий два преобразователя код - код, два цифроаналоговых преобра аователя,коммутатор и сумматор, причем выходы коммутатора через цифроаналоговые преобразователи соединены с входами сумматора, выход которого соед1шен с выходом устройства, а входы управления иифроанадоговых преобразователей через преобразователи код код соединены с шиной кодового управления фазовык; сдвигом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности установки значешш фазового сдвига меходу входным и выходным напрял ениями в широком диапазоне частот, в него введены фазосдвигающкй элемент, первый и второй инвepтqpы, дешифратор квадранта, фазовый детектор, фильтр нижних частот и блок управления, причем вход устройства соединен с первым входом коммутатора непосредственно, с втфым входом - через первый инвертор, с третьим входом - через фааосдвигающий элемент. Выход которого через второй инвертер подсоединен к чет-. вертому входу коммутатора, вход управлеI ния фазосдвигающего элемента через : последовательно соединенные блок управ(Л ления и фильтр нижних частот соединен с с выходом фазового детектора, входы подсоединены к выходам коммутатора,вход управления коммутатора че- , рез дешифратор квааракта по0соеаииен к шина кодовогоуправленияфазовым сцвигоМ.