Фазовращатель Советский патент 1987 года по МПК H03H7/18 H01C10/04 

11338002

относится к радиотехлвх яв эл вы о

нике и может быть использовано в сис- фазового регулирования для плавного регулирования сдвига фазы синусоидального напряжения.

Цель изобретения - повышение точности в работе фазовращателя путем снижения величины амплитудной модуляции выходного напряжения фазовращате- ю ратом, а с внутренней окружностью,

осесимметричной с ним, при этом токоb

ля при изменении фазы, что обеспечивает величину до 2,5%, т.е. в 3,7 раза меньше, чем в прототипе.

На фиг.1 приведена электрическая принципиальная схема фазовращателя; 15 на фиг.2 - конфигурация резистивного элемента; на фиг.З - конструкция потенциометра, вид сбоку и сверху без крышки.

Фазовращатель (фиг.1) содержит фа- 20 где а зосдвигаюш,ий блок 1 с обмотками 2 и 3, фазоинверсные блоки 4 и 5, эмит- терный повторитель 6, потенциометр 7, представляющий собой металлический корпус 8 (фиг.З), внутри которого 25 расположена подложка 9 с напыленными резистивным элементом 10 и токосъем- ным кольцом 11. На движке 12 потенциометра 7 установлена токосъемная пруотводы (не показаны) соединены с каждым из углов внешней стороны резистивного элемента, радиальная ширина которого определяется из следующего соотношения:

2г cos 45°Un - 1) :М 2cos 45° (2п - ly -V

длина стороны резистивного элемента, м;

г - радиус окружности, ограничивающей внутреннюю сторону резистивного элемента, м; Ч - угол сдвига фазы, град; п - номер квадранта (1,2,3,4). Из этого соотношения видно, что

равном О (90,

при значении угла Ср 180,

ширина пленки будет мак- жина 13. Движок 12 с пружиной 13 за- 30 симальной, а при Lf , равном 45 (135,

креплен на оси 14. Выводы 15 потенциометра 7 соединены с выходами фазо- инверсных блоков 4 и 5, входы которых подключены к выводам обмоток 2 и 3 фазосдвигающего блока 1, второй вывод обмотки 2 KOTopoi o соединен с входом фазовращателя, а BTOpoi i вывод обмотки 3 через согласу11эщий резистор (не показан) подсоединен к корпусу устройства. Вывод с движка 12 потенциометра 7 соеди 1ен с входом эмиттерного повторителя 6, выход которого является выходом фазовращателя.

В качестве фазосдвигающего блока применен квадратурный ответвитель,

О

обеспечивающий фазовый сдвиг 90 между выходными напряжениями в полосе частот 10-40 МГц. Фазоинверсные блоки 4 и 5 построены на основе схемы, которая обеспечивает фазовый сдвиг, равный 180, между выходными напряжениями в полосе частот 10-40 МГц. В схеме использованы высокочастотные транзисторы и широкополосные трансформаторы, имеющие одну первичную и вторичную обмотки, полосу пропускания 1-100 МГц, коэффициент передачи в полосе частот не менее 0,8.

В качестве эмиттерного повторителя 6 используются известные схемы с входным сопротивлением не менее I МОм. Особенностью фазовращателя является конструкция резистивного элемента потенциометра 7, который выполнен в виде части плоскости, ограниченной с внешней стороны квадb

где а

отводы (не показаны) соединены с каждым из углов внешней стороны резистивного элемента, радиальная ширина которого определяется из следующего соотношения:

2г cos 45°Un - 1) :М 2cos 45° (2п - ly -V

длина стороны резистивного элемента, м;

г - радиус окружности, ограничивающей внутреннюю сторону резистивного элемента, м; Ч - угол сдвига фазы, град; п - номер квадранта (1,2,3,4). Из этого соотношения видно, что

равном О (90,

при значении угла Ср 180,

ширина пленки будет мак- симальной, а при Lf , равном 45 (135

ширина пленки будет мак- симальной, а при Lf , равном 45 (135,

225, 315) - минимальной. При этом сопротивление резистивного элемента определяется выражением

1

5

где

е 0

5

длина резистивного элемента, р а З60

Rj-j - сопротивление квадрата материала резистивного элемента Ом, R p/h;

h - толщина резистивного элемента;

р - удельное сопротивление. Материал резистивного элемента - хром, материал диэлектрической подложки - поликор. Величина омического сопротивления резистивного слоя между отводами равна 470 Ом t 10%, мощность рассеяния 0,1 Вт.

Фазовращатель работает следующим образом.

Входное синусоидальное напряжение частотой 10-40 МГц поступает на вход е фазосдвигающего блока 1, на выходах которого (обмотки 2 и 3) вырабатываются два напряжения, равные по амплитуде и сдвинутые по фазе на 90 , которые подаются на базы транзисторов

0

фазоинверсных блоков 4 и 5. На выходах этих блоков формируются четыре равных по амплитуде и сдвинутых по фазе на 90,180,270,360 напряжения поступающие па входы потенциометра 7 При вращении оси 14 посредством движка 12 и токосъемной пружины 13 через токосъемное кольцо 11 осуществляется съем напряжения с изменяемой фазой. Это напряжение поступает на вход эмиттерного повторителя 6, который обеспечивает согласование сопротивления нагрузки фазовращателя в широком диапазоне частот,

Предложенная конфигурация резис- тивного элемента обеспечивает неравномерное изменение сопротивления при вращении движка потенциометра. Приращение изменения сопротивления при значениях 0,90,180,270 минимальное, а при ср 45,135,225,315 достигает максимальных значений. Вектор напряжения, снимаемого с рези- стивного элемента, направлен встречно вектору потенциального поля. Этим обеспечивается компенсация пульсаций выходного напряжения при вращении движка потенциометра в пределах О- 360 - уменьщение амплитудной модуляции напряжения фазовращателя до 2 57

у -J /у и

Q g

5 g

0

Формула изобретения

Фазовращатель, содержащий фазо- сдвигающий и два фазоинверсные блока, потенциометр, резистивный элемент которого снабжен четырьмя токоотвода- ми, смещенными относительно друг

о

друга на 90 и соединенными с в.ыхода- ми фазоинверсных блоков, входы которых соединены с выходами фазосдвигаю- щего блока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности в работе, резистивный элемент выполнен Б виде части плоскости, ограниченной с внешней стороны квадратом, а с внутренней окружностью осесимметричной с ним, при этом токо- отводы соединены с каждым из углов внешней стороны резистивного элемента, а радиальная ширина резистивного элемента определяется из следующего соотнощения:

а : ()-5 Zcoi L s Un

где а - длина стороны резистивного

элемента, м; г - радиус окружности, ограничивающий внутреннюю сторону резистивного элемента, м;

9 - угол сдвига фазы, град;

п - номер квадранта, 1,...,4.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть ислользова- но в системах фазового напряжения. Изобретение повышает точность работы фазовращателя, что достигается путем снижения величины амплитудной модуляции выходного напряжения фазовращателя при изменении фазы. Устройство содержит фазосдвигающий блок 1 с обмотками 2 и 3, фазоинверсные блоки 4 и 5, эмиттерный повторитель 6 и потенциометр 7. Указанный положительный эффект достигается новым конструктивным выполнением резистивного элемента, который обеспечивает неравномерное изменение сопротивления при вращении движка потенциометра. Вектор напряжения, снимаемый с резистивного элемента, направлен встречно вектору потенциального поля. Это обеспечивает уменьшение амплитудной модуляции выходного напряжения фазовращателя до 2,5%. 3 ил. (С сл

Фиг. 2

Составитель Ю.Волков Редактор М.Дыльш Техред В.Кадар

Заказ 4142/53 Тираж 901Подписное

ВНИИ11И Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. , д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Корректор А. Обручар