ШИРОКОПОЛОСНОЕ УПРАВЛЯЕМОЕ ФАЗОСДВИГАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ИНФРАНИЗКОЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА Советский патент 1974 года по МПК G01R25/04 

1

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 инфранизкочастотного диапазона, содержащее усилитель постоянного тока с конденсатором в цепи обратной связи и спаренные потенциометры, характеризуется невысокой точностью, определяемой точностью и стабильпостью 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 потепциометра и углом сдвига фаз в диапазопе частот практически невозможно.

Цель изобретения - повыщение точности создаваемого фазового сдвига в широком диапазопе частот сдвигаемых сигналов.

Поставлеппая цель достигается тем, что устройство снабжено нуль-органом, а.мплптудными детекторами, реверсивным счетчиком импульсов, преобразователем код - сопротивление, ключами, генератором импульсов 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 подключен 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 входам которых подключен генератор п: 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 - сопротивление; усилитель 3 постоянного тока с входом 4 и выходом 5; конденсатор 6; дополнительные усилители 7 и 8; выход У устройства; амплитудные детекторы 10 и И; входы 12 и 13 нуль-органа; нульорган 14 выход 15 нуль-органа ключи 1Ь и 1/; второй вход 18 ключей; генератор 19 импульсов; суммирующий вход 20 реверсивного счетчика импульсов; реверсивный счетчик 21 импульсов; вычитающий вход 22 реверсивного 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 6. Выход 5 усилителя через дополнительный усилитель 7 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 И 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 Г/ - 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 потенциометры 26. Устройство работает следующим образом. Входное напрял ение t/вх поступает на вход 1устройства 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 где t/i - амплитуда напряжения на выходе усилителя; fx - частота сдвигаемого сигнала; RU- сопротивление преобразователя 2 код - сопротивление; С - емкость конденсатора 6; вх - амплитуда входного напряжения. Напряжение U поступает на вход амплитудного детектора 10, при этом на его выходе появляется напряжение (2) и,, к.,и„ где /Cai - коэффициент преобразования амплитудного детектора 10. Напряжение на выходе амплитудного детектора 11 будет а...(3) где Лаг-коэффициент преобразования амплитудного детектора 11; ду -коэффициент передачи дополнительного усилителя 8. Оба напряжения 11 и t/a, поступают на вход нуль-органа 14, который открывает один из ключей 16 или 17 в зависимости от знака разности (f/ai - . При ЭТОМ, если i/az ) открыт КЛЮЧ 16, И ИМПулЬСЫ С выхода генератора импульсов 19 поступают а суммирующий вход 20 реверсивного счет- чика импульсов 21. Цифровое состояние счетчика переносится в преобразователь 2 и изменяет значение его сопротивления R. Напряжение f/i, а следовательно, и f/a,, начинает в соответствии с выражением (1) и (2) уменьшаться. Поступление импульсов в реверсивный счетчик прекратится, когда Если fya, U: {j ai станет равным открыт ключ 17, и импульсы с генератора импульсов поступают на вычитающий вход 22 реверсивного счетчика импульсов, Работа устройства при этом происходит аналогичным образом, так что поступление импульсов Б реверсивный счетчик прекратится, когда уравняется с Ua, При этом ду.вх- (4) вх ./С, При Ла, Ка, , получают: 2и/ дС/Сду. 1.(5) Таким образом, устройство поддерживает постоянным произведение 2nfxRaC - - const независимо от значений входного напряжения Ьвх и его частоты fx, а также независимо от точности и стабильности п и С. При этом поддерживается постоянным и фазовый сдвиг, создаваемый устройством f arctg(Ky+l),(6) где - коэффициент усиления усилителя 3; а также погрешность этого сдвига (,+ l)l/..nCПодставив в выражение (6) выражение (5), получают Р arctg Таким образом, угол сдвига фаз, создаваемый устройством, при постоянстве /Су полностью определяется значением коэффициента передачи дополнительного усилителя 8 /Сду,. В соответствии с требуемым значением сдвига фаз ф значение этого коэффициента