Фазосдвигающее устройство Советский патент 1984 года по МПК H03H7/18 

Изобретение относится к измерительной технике и техниКе связи и может быть использовано в измеритель ных устройствах, фазовых модуляторах, генераторах сигналов и в системах автоматического управления. Известно фазосдвигающее устройство, содержащее фазоинвертор с подклю ченным к его выходам фазосдвигающей КС-це пью, выполненной в виде последо вательно соединенных конденсатора и управляемого резистора, фазовый детектор, один вход которого соединен с входом фазоинвертора, выход подключен к управляющему входу управляемого резистора, второйвход - с выходом дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого подключен к месту соединения конденсатора и резистора, инвертирующий вход к подвижному контакту потенциометрического резистора, подключенного параллельно фазосдвигающей RC-цепи tll Недостатком устройства является зависимость угла сдвига фазы от частоты сигнала. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является преобразов тель постоянного напряжения в изменение фазы,содержащий управляемые нелинейные полупроводниковые сопротивления, к одной паре граней которых подсоединен источник управляюще го напряжения, к другим граням подв дено опорное напряжение прямой или обратной фазы 2 , Недостатком известного устройств является зависимость угла сдвига фазы (коэффициента преобразования) от частоты переменного напряжения. Цель изобретения - обеспечение назависимости фазового сдвига от , частоты. Указанная цель достигается тем, что в фазосдвигающее устройство, содержащее первый источник управляющего постоянного напряжения, введены семь сумматоров, три управляемых ключа, причем выход источника подключен к инвертирующему входу первого сумматора и к первому неинвертиру щему входу второго сумматора, выход которого подключен к инвертирующему входу третьего сумматора, к неинвертирующему входу четвертого сумматора и к первому неинвертирующему входу пятого сумматора через первый управляемьм ключ, выход первого сумматора 712 подключен к первому неинвертирующему входу шестого сумматора, к второму неинвертирующему входу пятого сумматора через второй -управляемый ключ и к первому инвертирующему входу седьмого сумматора, выход которого через третий управляемый ключ подключен к третьему неинвертирующему входу пятого сумматора, второй источник постоянного напряжения, равного двойной амплитуде входного сигнала, и четвертый управляемый ключ, причем выход второго источника подключен -к второмуинвертирующему входу седьмого сумматора и к неинвертирующему входу третьего сумматора, выход которого соединен с четвертым неинвертирующим входом пятого сумматора через четвертый управляемый ключ, а также четыре элемента совпадения, шесть компараторов, блок дифференцирования, вход которого подключен к неинвертирующему входу второго сумматора и неинвертирующему входу первого сумматора, являющемуся входом устройства, выход блока дифференцирования соединен с первыми входами первого и второго элементов совпадения, через первый компаратор и через второй компаратор с первыми входами третьего и четвертого злементо)з совпадения, и третий источник постоянного напряжения, равного амплитуде входного сигнала, выход третьего источника соединен с неинвертирующим входом шестого сумматора и с инвертирующим входом четвертого сумматора, выход которого через третий компаратор подключен к второму входу четвертого элемента совпадения и через четвертый компаратор - к второму входу третьего элемента совпадения, выход шестого сумматора через пятый компаратор соединен с вторым входом второго элемента совпадения и через шестой компаратор - с вторым входом первого элемента совпадения, выходы первогв, второго, третьего и четвертого элементов совпадения подсоединены к управляющим входам соответственно третьего, второго, первого и четвертого ключей. На фиг. 1 изображена функциональная схема фазосдвигающего устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма, иллюстрирующая работу устройства. Фазосдвигающее устройство содержит сумматоры 1-6, блок 7 дифференцирования, компараторы 8-13, упра ляемые ключи 14-17, элементы 18-2 совпадения, сумматор 22. Компараторы 8, 10 и 12 реализую функцию 1 при 7/ О о при Ug 0. Компараторы,9, 11 и 13 реализуют функцию 1 при Ug О О при Ug 7, 0. Формирование сдвинутого по фазе сигнала производят последовательн в четыре этапа в соответствии с с ношениями Х-и, (XtU), , (Х-и), (1) причем признаком первого этапа яв ется выполнение условия 4 О и одновременно (X-UX X. 70, dt признаком второго этапа является выполнение условия 0 и одновременно (X-fU), (3 признаком третьего этапа является выполнение условия J- О И одновременно (X+U), (4 признаком четвертого этапа является выполнение условий -J- о и одновременно (X-U), (5 где X - переменное напряжение треугольной формы; Хд, - его амплитуда; и - величина управляющего напряжения . Выполнение алгебраических операций суммирования реализуется сумматорами 1-6, выявление признаков наличия тог.о или иного этапа производится компараторами 8-13 и элементами 18-21 совпадения, вычисление производной от треугольного сигнала производится блоком 7 дифференцирования, ключи 14-17 подключают к сумматору 22 ту или иную комбинацию из соотношений (1) в соответствии с сигналами управления, сформированными по соотношениям (2-5). Формирование сдвинутого сигнала НН участках I и III осуществляется путем вычитания (сложения) из переменного напряжения треугольной формы управляющего напряжения. Формирование сдвинутого сигнала на участке II (и анало1 ично на участке IV) поясняется построением на фиг. 2. Из него видно, что для получения сдвинутого сигнала в любой момент времени следует из сигнала X+U вычесть удвоенную разность (Х-Ц)-Хд, т. е. (Х-«-и)-2(Х+и)-Хд (Х+и). Временной сдвиг сигнала (фиг. 2) при выполнении указанных операций составит где k Относительная величина фазового сдвига определяется как kT , так как , и.. JTU , или в радианах ч где Т - период сигнала X. Таким образом, величина фазового сдвига не зависит от частоты исходного переменного напряжения, а методическая инерционность преобразования равну нулю. Диапазон управления фазой составляет 0-180°. Технико-экономический эффект от использования предлагаемого устройства определяется линейностью преобразования, его частотной независимостью и практической безынерционностью по управлению. Технические преимущества изобретения заключаются в отсутствии дискретности и практической безынерционности по цепи управления фазой при сохранении частотной независимости преобразования. Запаздывание по управлению определяется лишь свойствами ключей и логических элементов устройства.

ФАЗОСДВИГАЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый источник управляющего постоянного напряжения, отличающееся тем, что, с целью обеспечения независимости фазового сдвига от частоты, в него введены семь сумматоров, три управляемых ключа, причем выход источника подключен к инвертирующему входу первого сумматора и к первому неинвертирующему входу второго сумматора, выход которого подключен к инвертирующему входу третьего сумматора, к неинвертирующему входу четвертого сумматора и к первому неинвертирующему входу пятого сумматора через первый управляемый ключ, выход первого сумматора подключен к первому неинвертирующему входу шестого сумматора, к второму неинвертирующему входу пятого сумматора через второй управляемый ключ и к первому инвертирующему входу седьмого сумматора, выход которого через третий управляемый ключ подключен к третьему ,д1еинвертирующему входу пятого сумматора, второй источник постоянного напряжения, равного двойной амплитуде входного сигнала, и четвертый управляемый ключ, причем выход второго источника подключен к второму инвертирующему входу седьмого сумматора и к неинвертирующему входу .третьего сумматора, выход которого соединен с четвертым неинвертирующим входом пятого сумматора через четвертый управляемый ключ, а также четыре элемента совпадения, шесть компараторов, блок дифференцирования, вход которого подключен к неинвертирующему входу второго сумматора и неинвертирующему входу первого су 1матора, являющемуся входом устройства, выход блока дифференцироО S вания соединен с первыми входами (Л первого и второго элементов совпадения, через первый компаратор и через второй компаратор с первыми входами третьего и четвертого элементов совпадения, и третий источник постоянного напряжения, равного амплитуде входного сигнала, выход третьего источника соединен с неэо инвертирующим входом шестого сум4 СО матора и с инвертирующим входом четвертого сумматора, выход которого через -третий компаратор подключен к второму входу четвертого элемента совпадения и через четвертый компаратор - к второму входу третьего элемента совпадения, выход шестого сумматора через пятый компаратор соединен с вторым входом второго эле-мента совпадения и через шестой компаратор - с вторым входом первого элемента совпадения, выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов совпадения подсоединены к управляющим входам соответственно третьего,второго,первого и четвертого ключей.