Устройство автоматического фазирования многоканального усилителя Советский патент 1989 года по МПК H03L7/00 

ел

о

Од СП

4

00

31506548

ляющих напряжений. В устройство введены сумматор 5, усилитель 6 постоянного тока, ФД 7, ФНЧ 8 и блок 10 усреднения. ФД 3 и ФНЧ 4, а также г блок 9 составляют датчик фазового рассогласования системы взаимного автофазирования выходных сигналов каналов. ФД 7 и ФНЧ 8, а также блок 10 образуют датчик фазового рассогла- ю сования системы автоподстройкой фазового набега в каналах. Две системы

оказьшаются взаимно развязанными как в динамике, так и в установившемся режиме. В устройстве фаза на выходе каждого i-ro канала автоматически подстраивается под среднее значение фаз входных сигналов каналов. В итоге компенсируются разбаланс по фазе выходных сигналов и общая-составляющая изменения фазового набега в каналах усиления. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - уменьшение нестабильности фазы выходных сигналов. Устройство содержит входной управляемый фазовращатель 1, усилительный каскад 2, фазовый детектор (ФД) 3, фильтр нижних частот (ФНЧ) 4, блок 9 формирования управляющих напряжений. В устройство введены сумматор 5, усилитель 6 постоянного тока, ФД 7, ФНЧ 8 и блок 10 усреднения. ФД 3 и ФНЧ 4, а также блок 9 составляют датчик фазового рассогласования системы взаимного автофазирования выходных сигналов каналов. ФД 7 и ФНЧ 8, а также блок 10 образуют датчик фазового рассогласования системы автоподстройки фазового набега в каналах. Две системы оказываются взаимно развязанными как в динамике, так и в установившемся режиме. В устройстве фаза на выходе каждого I-го канала автоматически подстраивается под среднее значение фаз входных сигналов каналов. В итоге компенсируются разбаланс по фазе выходных сигналов и общая составляющая изменения фазового набега в каналах усиления. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в многоканальных усилителях передающих и приемных устройств.

Цель изобретения - уменьшение нестабильности фазы выходных сигналов.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства автоматического фазирования многоканального усилителя.

Устройство содержит входной управляемый фазовращатель 1, усилительньш каскад 2, фазовый детектор 3, фильтр 4 нижних частот, сумматор 5, усилитель 6 постоянного тока, дополнительный фазовый детектор 7, дополнительный фильтр 8 нижних частот, блок 9 формирования управляющих напряжений, соответствующих разности фаз выходного напряжения данного канала и напряжения, фаза которого равна усредненной фазе напряжений всех каналов, и блок 10 усреднения.

Устройство работает следующим образом.

На выходе дополнительных фазовых детекторов 7 вьфабатываются сигналы в форме напряжения постоянного тока, пропорциональные отклонению фазы выходного сигнала данного канала от фазы входного сигнала того же канала

ифО,; ,(,-V,),

фП ( т

(1)

фаза сигнала на выходе i-ro канала, ,...,Nj фаза сигнала на входе

i-ro канала; крутизна характеристики

,

дополнительного фазового

детектора 7.

10 усреднения,на N-входов ступают выходные напряжения дополнительных фильтров 8 нижних частот, придающих устройству желательные динамические свойства, вы- числяется среднее значение сигналов, пропорциональных (1)

Б. 1/Фп/Ф,(-Ч) ,Кф,(М ,р-Чр) ,(2)

где и, - выходное напряжение блока 10 усреднения,

1 1

N i среднее значение фаз вы- ходных сигналов каналов ,

ср- 1

- V - среднее значение фаз вход ных сигналов каналов, фаз входных сигналов каналов,

Кф - коэффициент передачи дополнительного фильтра 8 ниж- ниж частот.

Через один из входов сумматора 5 и усилитель 6 постоянного тока напряжение, пропорциональное (2), поступает на управляющие входы всех входных управляемых фазовращателей 1. Согласно (2) среднее значение фаз выходных сигналов Lfcp подстраивается под среднее значение фаз входных сигналов ( при условии достаточно большого коэффициента передачи усилителя 6 постоянного тока. Таким образом, дополнительные фазовые детекторы 7 и дополнительные фильтры 8 нижних частот, а также блок 10 усреднения образуют датчик фазового рас- согласования системы автоподстройки фазового набега в каналах. Этот датчик формирует сигнал ошибки вида (2), в функции которого осуществляется одновременное управление всеми входными управляемыми фазовращателями 1, что позволяет компенсировать синхронные уходы фазового набега в каналах. Вместе .с тем, одновременное регулирование фазовых сдвигов, вносимых входными управляемыми фазовращателями 1 , не вызывает изменения выходных напряжений фазовых детекторов 3 в N-1 каналах, пропорциональных разности фаз выходных сигналов соседних каналов

и.

Кф1,,(1Г-и ,,,)

(3)

Фс 1

г де К j- - крутизна характеристики D,

фазового детектора 3. В блоке 9 формирования управляющих напряжений, на входы которого с выхода фильтров А нижних частот поступают сигналы в форме напряжения, пропорционального разности фаз колебаний на выходах соседних каналов, вырабатываются сигналы, пропорциональные отклонению фазы f колебания на выходе i-ro канала от tf

(4)

и

где Ug

Еф; Кф,К р/и;-Ч ,)

К

ф.

сумматор

-напряжение, вырабатываемо на i-M выходе блока 9 формирования управляющих напряжений (,...,N)J

-коэффициент передачи фильтра 4 нижних частот.

Далее каждый сигнал . через

5 и усилитель 6 постоянного тока подается на управляющий вход входного управляемого фазовращателя

1 соответствующего i-ro канала. В результате фаза выходного сигнала каждого канала подстраивается под

М за счет изменения фазового сдвига в входном управляемом фазовращателе 1 данного канала, что обеспечивает равенство фаз выходных сигналов. Таким образом фазовые детекторы 3 и фильтры 4 нижних частот, а также блок 9 формирования составляют датчик фазового рассогласования системы взаимного автофазирования выходных сигнапов каналов.

В процессе вьфавнивания значений фаз выходных сигналов среднее значение фаз WCP не меняется, что можно показать, просуммировав все N уравнений (4) с последую1чим деленем левой и правой частей на N

и,ф к,.кф,(с,,-с;,) о, то есть среднее значение выходных

напряжений блока 4 формирования всегда равно нулю. Следовательно, М ср при взаимном фазиронании не изменяется. Таким образом сист1;ма взаимного автофазирования не влияет на работу системы автоподстройки фазового набега в каналах. Поэтому две системы, составляющие предлагаемое устройство, оказываются взаимно раз- вязаными как в динa -lикe, так и в установившемся режиме.

Суммарный сигнал фазовой ошибки i-ro канала U., формируемый на выходе сумматора i-ro канала, определяется суммой и Uf,

UьФ,.+UE,,Kф,(L/,),,K ( Гер-Ч

cf

При вьшолнении равенства К , ф.

К фр К

получим

5

5

0

5

0

5

и.

. (,)

(5)

Z i vs 1 с-р

Откуда следует, что в устройстве фа- . за на выходе каждого i-ro канала автоматически подстраивается под среднее значение фаз входных сигнапов каналов. В итоге компенсируется, во- первых, разОаланс по фазе выходных сигналов, обусловленный как отличием фаз входных сигналов, так и неравенством фазовых набегов в каналах и, во-вторых, общая составляющая изменения фазового набега в каналах усиления.

Формула изобретения

Устройство автоматического фазирования многоканального усилителя, содержащее в каждом из N-1 каналов усиления последовательно соединенные входной управляемый фазовращатель, усилительный каскад, выход которого является выходом канала, фазовой детектор и фильтр нижних частот, в N-M канале усиления - последовательно соединенные входной управляемый фазовращатель и усилительньп каскад, выход которого является выходом канала, а также блок формирования управляющих напряжений, соответствующих разности фаз выходного напряжения данного канала и напряжения, фаза которого равна усредненной фазе напряжений всех каналов, входы которого подключены к выходам фильтров нижних частот каналов, при этом второй вход фазового детектора i-ro канала усиления подключен к выходу (i+1)-ro канала усиления, отличающееся тем, что, с целью уменьшения нестабильности фазы выходных сигна- лор, в него введены в каждый i-й канал усиления последовательно соединеные сумматор и усилитель постоянного тока, выход которого подключен к управляющему входу входного управляе- мого фазовращателя, и последовательно соединенные допсхпнительный фазо- вьй детектор, входы которого подключены к входу входного управляемого фазовращателя и выходу канала

Составитель Л.Закс Редактор С.Патрушева Техред М.Моргентал Корректор М.Максим ташнец

Заказ 5446/55

Тираж 884

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. ч/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. rarn-n ria,i01

усиления соответственно, и дополнительный фильтр нижних частот, а также блок усреднения, входы которого подключены к выходам дополнительных фильтров нижних частот, а выход - к входам сумматоров каждого канала усиления, при этом каждый выход блока формирования управляющих напряжений, соответствующих разности фаз выходного напряжения данного канала и напряжения, фаза которого равна усредненной фазе напряжений всех каналов, подключен к второму входу сумматора каждого канала усиления.

Подписное