Управляемый фазовращатель Советский патент 1982 года по МПК G01R25/02 

(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ

: Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в электроизмерительных устройствах в частности в фазочувст витальных приборах различного назначения.

Известно фазосдвигагощее устройство, содержащее формирователь, инвертор, генераторы частот F и 2F, схемы сов падения, два реверсивных счетчика и формирователь сдвинутого по фазе напряжения. Входное синусоидсшьнре напряжение преобразуется в прямоугольные импульсы положительной полярности. Импульс, соответствующий положитель-; ному ПОЛЮ - периоду входного напряже ния, открывает схему совпадения и на вхой сложения реверсивного счетчика подаются импульсы частоты F в течениь всей длительности положительного полупериода входной частоты.

По окончании последнего импульс с выхода инвертора открывает другую схему совпадения, и на вычитание реверсивного счетчика подаются импульсы с частотой 2F до тех пор, пока число, записанное в счетчихе, не уменьшится до 0. Этот момент соответствует -сдвигу на 90 выходного сигнала относительно входного.

В течение отрицательного полуперирда аналогичным образом работает другой реверсивный счетчик 11.

Однако повышение точности в данном устройстве достигается увеличением частот F и 2F, следовательно быстродействием реверсивного счетчика, что ограничивает точность устройства при работе на высоких частотах. Точность

10 установки сдвига на 9О определяется в основном погрешностью формирующего устройства, и при работе с разными входными сигналами вызывает дополнительную погрешность. Кроме того,уст15ройство не Позволяет регулировать фазовый сдвиг.

Известен также.цифровой фазовра- -п,щатель, состоящий из фазового детектора, фильтра низкой частоты, управляемого генератора, делителя частоты и дешифратора. Работд устройства основана на принципеумножения частоты входного сигнала в 1000 раз. .25 Необходимый фазовый сдвиг обеспечивается дешифрированием состояний десятичных счетчиков в цепи обратной связи фазовой автоподстройки частоты. Фаза выходного сигнала изменяется 30 дискретно с дискретностью 0,ЗбТ2, Недостатком устройства является необходимость применения делителей частоты с частотой переключения в 1000 раз большей, чём рабочая частот .фазовращателя, что ограничивает верх нюю рабочую частоту фазовращателя до 3-5 кГц при применении элементов среднего быстродействия. Ди скретност изменения фазы вносит дополнительную ошибку при установке фазы сигнала. Возникновение ошибки установки фазы выходного сигнала при изменении частоты входного сигнала ограничивает применение данного фазовращателя в широкополосных измерительных устройствах, таккак принцип работы системы основан на синхронизации частоты управляемого генератора по сигналу ошибки, возникающему от разности фаз входного сигнала и сигнала с выхода делителей Частоты. Целью изобретения является расшире ние частотного диапазона и возможность регулирования фазового сдвига непрерывно,.а также обеспечение возможности компенсации фазовой ошибки, возникающей при изменении частоты. входного сигнала. Эта цель достигается тем, что в управляемый фазовращатель, содержащий сусновной канал импульсно-фазовой автоподстройки частоты, состоящий из последовательно соединенных фазового детектора и фильтра низких частот, а также управляемого генератора и дели теля частоты, выход которого подключен к второму входу фазового детекто ра, введен дополнительный канал импульсно-фазовой автоподстройки частоты, содержащий последовательно соединенные фазовый детектор,фильтр низких частот, управляемый генератор и делитель частоты,выход которого подключен к второму входу фазового д тектора, введены также, суммирующий усилитель, подсоединенный входами к фильтрам низких частот основного и дополнительного каналов импульснофазовой автоподстройки частоты, к ис точнику регулирующего напряжения, а выходом - к управляемому генератору основного канала импульсно-фазовой автоподстройки частоты, и блок выбора диапазона рабочих частот, : который своим входом соединен с пер.выми входами первого и второго фазовьбс детекторов, а выходом - с вторыыц входами первого и второгЪ делит лей частоты. Йа чертеже приведена структурная схема управляемого фазовращателя. Устройство состоит из основного канала импульсно-фазовой автоподстрой ки частоты, содержащего фазовый детектор 1, фильтц 2 низкой частоты, . суммирующий усилитель 3, управляемый генератор-4 и делитель 5 частоты, и дополнительного канала автоподстро ки, содержащего другой фазовый детектор 6, фильтр 7 низкой частоты, v управляемый генератор 8 и делитель 9 частоты. Фазовращатель содержит также устройство 10 выбора диапазона рабочих частот, которое изменяет коэффициент деления частоты делителей 5 и 9 в зависимости от частоты входного сигнала, и клемму 11. Устройство работает следующим образом. 3 режиме захвата в каналах авто- подстройки осуществляется привязка частот и фаз выходных сигналов к вход ному.о Фаза выходного сигнала дополнительного канала автоподстройки определяет управляющее напряжение на входе управляемого генератора 8. При идентичности основного и дополнительного каналов автоподстройки на выходе основного канала напряжение синфазно с входным независимо от частоты входного сигнала. Введение регулирующего напряжения в канал вызывает определенный сдвиг фазы выходного сигнала, а его привязка к входному сигналу осуществляется системой автоподстройки. Клемма 11 служит для подачи регулирующего напряжения. Формула изобретения Управляемый фазовращатель, содержащий основной канал импульсно-фазовой автоподстройки частоты, состоящий из последовательно соединенных фазового детектора и фильтра низких частот, а также управляемого ге;нератора и делителя частоты, выход которого подключен к второму входу фазового детектора, отличаю щи йс я тем, что, с целью расширения частотного диапазона и обеспечения возможности непрерывного регулирования фазового сдвига при сохранении высокой точности, в него введен дополнительный канал импульсно-фазовой автоподстройки частоты, содержащий последовательно соединенные фазовый детектор, фильтр низких частот, управляемый генератор и делитель частоты, выход которого подключен к второму входу фазового детектора, введен также суммирующий усилитель,подсоединенный входами к фильтрам низких частот основного и дополнительного каналов импульсно-фазовой автоподстройки частоты, к источнику регулирующего напряжения, а выходом - к управляемому генератору основного канала импульсно-фазовой автоподстройки частоты, и блок для выбора диапазона рабочих частот, который своим

входом соединен с первыми входами первого и второго фазовых детекторов, а выходом - с вторыми входами первого и второго делителей .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

f/

1