Фазовращатель Советский патент 1980 года по МПК G01R25/04 

1

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, радиосвязи и может быть использовано как задатчик и измеритель фазовых сдвигов высокой точности сигналов метрового 5 диапазона.

Известен дискретный фазовращатель, содержащий коммутатор, первые входы которого соединены с выходами фазорасщепителя, вход которого соединен 10 с источником входного сигнала.Управляквдие входы коммутатора соединены с выходами формирователя сигналов, задающих фазовый сдвиг, а выходы коммутатора соединены со вхо- jj дами сумматора, с выхода которого снимается выходной сигнал 1 .

Однако известное устройство имеет недостаточную точность фазового сдвига выходного сигнала, обусловлен-20 ную неидентичностью фазочастотных характеристик нелинейных элементов балансных модуляторов коммутатора.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является фазо- 25 вращатель, содержащий фазорасщепитель, выходы которого соединены со входами управляемого четырехполюсника, выполненного на четырех дио,дах, к управляющим входам которого зо

подключены выходы формирователя сиг-г 1налов, задающего фазовый сдвиг.Изменение фазы выходного сигнала достигается изменением проводимостей диодов, которые могут принимать любые значения от О до .

Недостаток этогб фазовращателя заключается в невысокой точности фазового сдвига выходного сигнала относительно входного из-за нелинейной зависимости проводимости диодов от приложенного напряжения.

Цель изобретения - повышение точности сдвига фазы выходного сигнала относительно входного.

Поставленная цель достигается за счет того, что в устройство, содержащее фазорасщепитель, управляемый четырехполюсник и формирователь сигналов, задающий фазовый сдвиг, введены четыре формирювателя поправок и четыре сумматора, выходы каждого из которых подсоединены к соответствующим входс1м управляемого четырехполюсника, первые входы - к выходам формирователя сигналов, задающего фазовый сдвиг и к первым входам формирователей поправок, вторые входы - к выходам указанных формирователей, вторые входы каждого из

которых подсоединены к соответствующим выходам фазорасщепителя, а третьи входы - к входу управляемого четырехполюсника, выход которого соединен со входом фазорасщепителя.

При этом каждый формирователь поправок выполнен в виде последовательно соединенных фазового детектора, элемента сравнения и интегратора, при этом выходом формирователя поправок является выход интегратора первым входом - второй вход элемента сравнения, вторым входом - первый вход фазового детектора, а третьим входом - второй вход фазового детектора .

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.

Фазовращатель содержит управляемы четырехполюсник 1, фазорасщепитель 2, формирователь 3 сигналов , задающий фазовый сдвиг, формирователи 4-7 поправок, четыре су(Матора 8-11.

Формирователь 4 поправок состоит из последовательно соединенных фазового детектора 12, элемента 13 сравнения и интегратора 14.

Устройство работает следующим образом.

Изменение фазы выходного сигнала происходит с помощью четырехполюсника 1, выполненного, например,на четырех варикапах и управляемого четырьмя синусоидальными ортогональными напряжениями, которые формируются в формирователе 3 сигналов, задающем фазовый сдвиг выходного сигнала.

Однако за счет нелинейной зависимости изменения емкости варикапов от приложенного напряжения выражение фазового сдвига выходного сигнала имеет вид

4) й.ф

где , - требуемый фазовый сдвиг; ДЧ ошибка, вызванная нелинейностью характеристик варикапов.

Коррекция составляющей осуществляется при помощи четырех следящих систем, каждая из которых состоит из фазосдвигающей цепочки фазорасщепителя 2, формирователей 4-7 поправок .и сумматоров 8-11. На выходе фазорасщепителя 2 формируются четыре ортогональных напряжения

Uo-sin(Wt + ), где п 0,1,2,3, поступающих на вторые входы формирователей 4-7 поправки, а именно на первый вход фазового детектора 12.

На второй вход фазового детектора 12 поступает входной сигнал устройства Ug-Sinl t.

Следовательно, на выходе фазового детектора 12 образуется напряжение, пропорциональное разности фаз синусоидальных сигналов на входе и выходе фазовращателя О--Ф , , учитывающее фазовый сдвиг л.Ч) за счет нелинейности варикапов.

Для выделения этой составляющей выходное напряжение фазового детектора 12 поступает на элемент 13 сравнения, на второй вход которого поступает напряжение, соответствующее задаваемому сдвигу фаз

Напряжение, образующееся на выходе элемента 13 сравнения и определяемое величиной Ф-Ф-Фт, поступает далее на интегратор 14 и на второй вход сумматора 11, на выходе которого формируется управляющее напряжение, учитывающее величину и знак ошибки, вызванной нелинейностью варикапов.

Формирование сигналов по остальным каналам происходит аналогично.

Таким образом, в предлагаемом устройстве достигается повышение точности фазового сдвига выходного сигнала .

Формула изобретения

1. Фазовращатель, содержащий фазорасщепитель, управляемый четырехполюсник и формирователь сигналов, задающий фазовый сдвиг, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены четыре формирователя поправок и четыре сумматора, выходы каждого из которых подсоединены к соответствующим входам управляемого четырехполюсника первый входы - к выходам формирователя сигналов, задающего фазовый сдвиг, и к первым входам формирователей поправок, вторые входы - к выходам указанных формирователей, вторые входы каждого из которых подсоединены к соответствующим выходам фазорасщепителя, а третьи входы - ко входу управляемого четырехполюсника, выход которого соединен со входом фазорасщепителя.

2.Фазовращатель по п,1, о т л ичающийс я тем, что формирователь поправок выполнен в виде последовательно соединенных фазового детектора, элемента сравнения и интегратора,, при этом выходом формирователя поправок является выход интегратора, первым входом - второй вход элемента сравнения, вторым входом первый вход фазового детектора, а третьим входом - второй вход фазового детектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

( 305494, кл. G 06 F 3/Od, от 1971.

2.Патент США № 3621406, кл. Н 03 В 3/04, от 1972. и, Jin iiti У про дляющии сигнал UfSin ()