Предлагается схема фазовращателя, при помощи которого можно поворачивать вектор переменпого напряжения любой частоты на произвольный угол, сохраняя величину выходного (повернутого) вектора постоянной, вне зависимости от угла поворота.
Схема отличается тем, что допускает работу на небольщое выходное сопротивление и значительные выходные емкости, что очень существенно в случае применения ее на высоких частотах.
Существующие известные схемы фазовращателей (мостиковые) не дают указанных возможностей.
Схема легко может быть выполнена в таком виде, когда входное (сдвигаемое по фазе) и выходное (сдвинутое по фазе) напряжения имеют общую заземленную точку, что часто бывает необходимо и недостижимо в известных мостиковых схемах.
Для уяснения принципа действия фазовращателя рассмотрим сначала вариант без общей заземленной точки, для чего обратимся к фиг. 1.
Входное напряжение и попадает на входной делитель а, Ь, с, d, с которого снимаются напряжения на сетку лампы л,к через фазовращающую цепь С/ -на сетку лампы л. Точки b VI с делителя делят пополам соответственно участки а-d и b-d. Лампы л- и л работают на общую анодную нагрузку, с которой снимается напряжение н,.
При изменениях величины емкости С, сопротивления R или частоты, напряжение на сетке лампы л (%i) будет изменяться по амплитуде и фазе, величина же напряжения на
сетке лампы л-2 (iig) изменяться не будет (при сопротивлении входного делителя импеданца цепи С/). Вследствие того, что лампы имеют общую анодную нагрузку, т. е. напряжение «2 является раз1нос ью ус.кленных лампами напряжений %i и Ugt, величина этого Напряжения будет все время оставаться неизмененной, а угол фаз между Но и U| будет в два раза больше угла сдвига фаз между
%1 и Uj.
В сказанном легко убедиться, написав выражения для модуля и аргумента отношения- -.
о
Действительно:
«2 /С(%1 - И,,)
,(Д -коэфициент усиления каскада с лампой 1, равный коэфициенту усиления каскада с лампо л). Подставляя в выражение для и-, значения
IIIК
и,,, : Wff.J
R-jx - 4
Т
получаем, разделив левую и правую
части на «,
J ( -xl),R) 4
Отсюда находим выражение для МОДУЛЯ отношения и убеждаемся,
1
что величина его не зависит ни от соотношения Л и С, ни от частоты:
U2 К
н, 4
И выражение для угла сдвига фаз .между ги и «,
- AV
СОЗ(М2, KI)R- + xl
Выражая через cos («2, iii) тангенс половинного угла, убеждаемся, что
угол сдвига фаз между -- в два раW|
за больше угла сдвига фаз в цепи t/
tg.
R l
Легко показать, что указанные закономерности сохранятся при перемене местами С и Л и при замене емкости самоиндукцией.
Вариант с общей заземленной точкой для входного и выходного напряжений принципиально ничем не отличается от описанного. Схема фазовращателя для этого варианта приведена на фиг. 2. Необходимый для работы фазовращателя начальный сдвиг фаз между напряжениями на сетках ламп ytj и л- достигается
в этом случае не при помощи потенциометра с заземленной средней точкой, как в схеме фиг, 1, а при помощи вспомогательной лампы Л, поворачивающей на 180° вектор напряжения гг,.
Для получения необходимого соотнощения сеточных напряжений вспомогательный каскад с лампой Л должен иметь коэфициент усиления /{ 0,5. В остальном работа фазовращателя по схеме фиг. 2 ничем не отличается от ранее описанного.
На низких частотах предпочтительнее применение схемы фиг. 1, как более простой, а на высоких - схемы фиг. 2, так как при этой схеме отсутствует влияние добавочных емкостей связей и возможно осуществить прибор с больщим входным сопротивлением, тогда как в случае схемы фиг. 1 пришлось бы применять малоомный входной потенциометр (для исключения влияния шунтирующих емкостей монтажа).
Как в схеме фиг. 1, так и в схеме фиг. 2 необходимо правильно рассчитать величину анодных сопротивлений, так как при большой их величине добавочные сдвиги фаз могут достигнуть значительной величины. Возможно, конечно, применение обычной коррекции.
Схема может быть использована во всех случаях, когда требуется произвольно изменять фазу переменного напряжения (любой частоты), не изменяя величин напряжения (фазометры, основанные на принципе фазокомпенсации, компенсаторы фона и пр.).
Работа схемы для частот от 25 Hz до 1,5-10 Hz проверена автором и дала хорошие результаты.
Предмет изобретения.
Фазовращатель, отличающийся применением конденсатора и сопротивления для подачи обратного по знаку напряжения на сетку одной из ламп двухтактной схемы.
к авторскому свидетельству Б. И. Иваново.
П 53378
фиг.
