Быстродействующее фазосдвигающее устройство Советский патент 1978 года по МПК G01R25/04 

1

Предлагаемое устройство предиазнач€но для использова«ия в устройства.х фазоизмерительной техники, например в быстродействующих фазовых детекторах.

Известно фазосдвигающее устройство, по технической сущности наиболее близкое к изобретенИЮ, оодерл :ащее усилитель-ограничитель, дифференцирующую цепь, триггер, ключи, интеграторы с времязадающей цепочкой, схему сравиения и источники опорного и эталоНного напряжения 1.

В устройствах фазового детектирования необходимо фазосдвигающее устройство для генеращии опорного сигнала с заданным фазовым сдвИгоМ, сохраняемым при изменении частоты-. Поэтому диапазон частот, в котором фазосдвигающее устройство сохраняет свои параметры, является одной из важнейщей характеристик.

В известном устройстве максимальный коэффициент перекрытия по частоте

Kf : 80 - 100,

/«

что ограничивает диапазон рабочих частот. К тому же известное устройство довольно сложно.

Целью изобретения является расщирение ча стотного диапазона и упрощение устройства. Это достигается тем, что в устройство.

содержащее последовательно соединенные усилитель-ограничитель, подключенный к источнику входного напряжения, дифференцирующую цепъ и триггер, а также ключи, иервый -ИЗ которых связан с источником эталоиного напряжения, интегратор с времязадающей цепочкой, состоящей из резистора и конденсатора, и блок сравнения, введешы источник опорного напряжения и активный фильтр

низких частот. Последний соединен с неинвертирующим входом интегратора, инвертирующий вход которого через резистор вре-мяза/ч.аюн1,ей цепочки связан с земляной шиной, а через ее конденсатор, параллельно соедвнснный с вторым ключом,- с выходом интегратора и с входом блока сравнения. Другой вход бложа сравнения, соединенный с входом активного фИ|Льтра, подключен к источнику опорного напряжения, а выход блока сравнения, служащий выходом устройства, соединен с вторым входом триггера, подключенного выходом к управляющему входу второго ключа, при этом выход первого ключа соединен с другим входом активного фильтра.

Блок-схема устройства показана на чертеже.

Устройство содерлсит уонлитель-ограничитель 1, подключенный к источнику 2 входного напрялсения (f/nx). Усилитель-ограничитель

формирует из входного напрял ен1 Я прямоугольные импульсы, фронты которых соответствуют моментам перехода f/sx через нуль. Передний фронт импульса через дифференцирующую цепь 3 опрокидывает триггер 4. При этом открывается ключ 5, подключенный одним ив входов к источнику 6 эталОВного напряжения, и закрыва.ется ключ 7. Выходное напрял ение бф активного фильтра 8 низких частот, один из входов которого соединен с источником 9 опорного нацряжеиия (t/o), непрерывно воздействует на неинвертирующий Вход интегратора 10 с времязадающей цепочкой, состоящей из резистора 11 и конденсатора 12. Поэтому при опрокидывании триггера выходное напряжение интегратора, возрастает о/г t/ф до Uo

У.„ /, + /ф(1+),

гдеt - интервал времени;

R и С - сопротивление и емкость времязадающей цепочки интегратора 10.

При f/вых иф(1 ) срабатывает

блок 13 сравнения, о« сбрасывает триггер 4 в неходкое состояние. Ключ 5 закрывается, а ключ 7 открывается, уменьшая напряжение интегратора от Увых ДО /7ф.

Поскольку задержка срабатывания блока 13 t (p/36Q-f зависит от Uo, то выбором соответствующего значения можно добвться задержки, соответствующей требуемому сдвигу ф 360-/г,

;(0 )

i -.

:Щ

На вьиходе ключа 5 образуется периодическая последовательность имнульсов длительности t и частоты /. Среднее за иериод напряжение этих импульсов J7cp t/3T- f сравнив ается с опорным напрял ением Uo активного фильтра 8.

(и,-и,,п,

где /Сф-коэффициент усиления активного фильтра, f/oT - эталонное напряжение.

Напрялсе«ие некомпенсации на входе активного фильтра

д - //7 /у - Ф

- - Уе ),

при изменении частоты меняется мало. Для рассмотренного случая /макс//мин 100.

д 0,

-ГУ

K,k

А 0.995d/,

is 2 - f

Лф т. е. частотная погрешность

е 2-А

Яфбо при составляет

S . 1000/0 0,072%,

IQuUa

Илн около 15 против погрешности, равной 2- 3° в известном устройстве.

Использование активного фильтра низких частот, нагрул ;енного на неинвертирующий

вход интегратора, делает фазосдвигающее устройство, практически, частотно независимым, поскольку широкое варьирование частоты не меняет рабочей точки интегратора. Это дает возможность цри той л{е заданной по-грешности поддерл ания фазового сдвига расширить частотный диапазон до 1000-к1ратного и выше, что не только улучшает характеристики устройства, но и расши1ряет область его применения.

Формула изобретения

Быстродействующее фазосдвитающее устройство, содерл ащее последовательно соединенные усилитель-ограничитель, подключенный к источнику входного напряжения, дифференцирующую цепъ и триггер, а ключи, первый ив которых связан с источником эталонного напряжения, интегратор с врем.язадающсй цепочкой, состоящей из резистора

и конденсатора, и блок сравнения, отличающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и упрощения устройства, оно снабжено источником опорного н,апряжени1Я и активным фильтром низких частот, соединенным с неинвертирующим входом интегратора, инвертирующий в.ход которого через резистор времязадающей цепочки связан с земляной шиной, а через ее конденсатор, параллельно соединенный с вторым

ключом,- с выходом интегратора и с входом блока сравнения, к другому входу которого, соединенному с входом активного фильтр.а, ноджлючен источник опорного напряженИЯ, при этом выход блока сравнения, служащий

выходом устройства, соединен с вторым входом триггера, подключенного выходом к управляющем у входу второго ключа, а. выход первого ключа соединен с другим входом активного фильтра.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №402823, кл. G 01R 25/00, 1972.

;з