Устройство для фомирования двухфазного напряжения Советский патент 1979 года по МПК G01R25/04 

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к фор мирователям сигналов с определенными фазовыми соотношениями. Известен фазовый калибратор, кото рый может быть использован как источник двухфазного напряжения, содержащий генератор, пересчетные схемы, регистрирующие устройства, преобразователь фазового сдвига в код, изоирательные фильтры, формирователи коротких импульсов, импульсные фазовые детекторы, низкочастотные фильтры, генератор синусоидальных колебаний, индикатор нулевого фазового сдвига l Недостатком устройства является сложность конструкции, и.как следствие, пониженный уровень надежности, точность формирования выходных напряжений по амплитуде и фазовому Сдвигу находится в сильной зависимости от идентичности характеристик низкочастотных фильтров, требуется предварительная настройка избирательных усилителей и согласование генераторов по частоте. Известно устройство для формирования двухфазного напряжения, содержащее задающий генераторJ подключенный к фазосдвигающему устройству, вы ходы которого соединены с усилителями с частотнозависимыми обратными связями, выходы усилителей подключены к фазовому детектору и нуль-органу, служащие для подачи фазовой и амплитудной ошибок на вход одного из усилителей 2 , Однако точность формирования квадратурных напряжений находится в сильной зависимости от идентичности амплитудно-частотных характеристик усилителей, выполненных избирательным путем включения частотнозависимых обратных связей. Кроме того, требуется достаточно сложная предварительная настройка избирательных усилителей по добротности и согласованию каналов усиления по номинальному значению коэффициента передачи. Цель изобретения - уменьшение искажений выходных квадратурных напряжений и упрощение настройки устройства, Для этого устройство для формирования двухфазного напряжения, содержащее задающий генератор, три усилителя с обратными связями, первый и третий из которых вк.шочены по схеме RC-интегратора,второй - по схеме масштабирующего усилителя, и фазовый детектор, дополнительно снабжено формирователем импульсов, полевьм транзистором и ин тегро-дифференцирующей цепью, причем выход задающего генератора соединен с входом первого усилителя и одним из входов фазового детектора, второй вход которого соединен через формирователь импульсов с вькодом первого усилителя, соединенного последовател но с вторым и третьим усилителями, переход исток-сток полевого транзистора включен между инвертирующим входом первого усилителя и выходом третьего усилителя, а его затвор через интегро-дифференцирующую цепь со динен с выходом фазового детектора. На фиг.1 изображено устройство дл формирования двухфазного напряжения; на фиг.2 - эквивалентная схема резонансного звена. Устройство для формирования двухфазного напряжения содержит задающий генератор 1, первый усилитель 2, вкл ченный по схеме RC-интегратора, формирователь импульсов 3, второй усили тель 4, выполненный по схеме масштабирукедего усилителя, фазовь4й детекто 5, интегро-дифференцирующую цепь 6, транзистор 7 и третий усилитель 8, ЭЦПрлненный по схеме RC-интегратора. Устройство работает следующим образом. Усилители 4,8 переход исток-сток транзистора 7 имитируют индуктивностью без потерь L и включены в цепь отрицательной обратной связи усилите ля 2 . При совпадении частоты гармоники задающего генератора 1 с резонансной частотой Ы)г1 .--- где С - емкость Р VIc эквивалентной схемы (см,фиг.2), коэф фициент передачи максимален и ему соответствует нулевое значение фазовой характеристики, т.е. в резонансной цепи нулевое значение фазы всегда соответствует максимальному усиле нию (ослаблению). Разброс номинальных значений элементов в цепи обратных связей усилителей 2,4,8 приводит к изменению резонансной частоты, следовательно, первая гармоника генератора 1 будет передаваться на выход источника с меньшим коэффициентом и с некоторой разностью фаз.Формирователь 3,фазовый детектс 5,интегро-дифференцирую щая цепь б выделяют эту разность фаз преобразуют в напряжение.От величины напряжения на выходе интегро-дифф.ереицирующей цепи зависит величина сопротивления перехода сток-исток полевого транзистора 7, следовательно, и значение индуктивности Ь, кото рая в совокупности с емкостью С опре деляет значение резонансной частоты. Фазовый детектор 5 включен так, что изменение напряжения на затворе полевого транзистора 7 уменьшает раз ность фаз между первой гармоникой генератора 1 и напряжением на первом выходе источника. Формирователь импульсов 3 служит для увеличения чувствительности фазового детектора 5 по фазе, интегро-дифференцирующая цепь 6 увеличивает точность и быстродействие обработки сигнала с выхода фазового детектора 5. Элементы, включенные между первьм выходом задающего генератора 1 и первым выходом источника, выделяют из выходного сигнала генератора первую гармонику. Фазовый детектор 5 осуществляет сравнение сигналов на его входах по фазе и своим выходным сигналом через интегро-дифференцирующую цепь 6 изменяет сопротивление перехода сток-исток полевого транзистора 7 таким образом, чтобы разность фаз сигналов детекгора 5 стремилась к нулю. Одновременно происходит увеличение добротности резонансного звена, которое приводит к увеличению амплитуды выходного напряжения и уменьшению содержания высших гармонических составляющих. Если сигналы на первом и втором выходах источника не равны по амплитуде, то, изменив с помощью подстроечного элемента коэффициент передачи усилителя 4, добиваются равенства амплитуд выходных сигналов. Так как эта подстройка вызовет изменение значения эквивалентной индуктивности L , то в первый момент появится разность фаз сигналов на входе детектора 5, что вызовет новый процесс настройки прежнего значения добротности резонансного звена, т.е. будет обеспечено прежнее значение амплитуды сигнала на первом выходе источника и содержания в нем высших гармоник. Формирование фазового сдвига в К/2 между выходными напряжениями осуществляется с помощью усилителя 8, включенного по схеме RS-интегратора. Схемы выполнения задакадего генератора, усилителей, формирователя импульсов, интегро-дифференцирующей цепи общеизвестны. Источник двухфазного напряжения, выполненный согласно изобретению, позволяет получить напряжение, отклонение от квадратуры по амплитуде и фазе которых составляет десятые доли процента. Источник обеспечивает расчетное содержание гармонических составляющих в выходных напряжениях без какойлибо настройки амплитудно-частотных характеристик усилителей. Формула изобретения Устройство для формирования двухфазного .напряжения, содержащее задающий генератор, три усилителя с обратными связями, первый и третий из ко5

торьЬс включены по схеме Rc-интеграtopa,a второй - по схеме масштабируй щего усилителя, и фаэов Лй детектор , отличающеес я тем, что, с целью уменьшения искажений выходньл квадратурных напряжений и упрощения настройки устройства, оно снабжено формирователем импульсов, полевьлм транзистором и интегро-дифференцирую щей цепью, причем выход задающего генератора соединен с входом первого усилителя и одним из входов фазового детектора, второй вход которого соединен через формирователь импульсов с выходом первого усилителя, соеди584986

ненного последовательно с вторым и третьим усилителями,переход исток-сток полевого транзистора включен между инвертируюгдим входом первого усилителя и вьаходом третьего усилителя, а его затвор через интегро-диф5 ференцируюигую цепь соединен с выходом фазового детектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . JO -1. Авторское св}щетельство СССР № 151725, .кл.с 01 R 25/00, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР. гФ 371527, кл. G 01 R 25/00, 1971.

фиг.