Фазовращатель Советский патент 1982 года по МПК G01R25/04 

(st) ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах формирования напряжения прямоугольной формы, фаза которого регулируется относительно источника опорного напряжения.

Известен фазовращатель, содержащий генераторы пилообразных напря-жений, сравнивающее устройство, триггер и дифференцирующие цепи Cl.

Этот фазовращатель характеризуется погрешностью, обусловленной влиянием нестабильности генераторов пилообразных напряжений.

Наиболее близким к предлагаемому является фазовращатель, содержащий генераторы пилообразных напряжений, инвертор, сумматор, компаратор, триггер, блок установки а исходное состояние и источник напряжения прямоугольном формы 2.

Недостатком устройства является погрешность работы, обусловленная

модуляцией длительности импульсов выходного напряжения прямоугольной формы, вызванной нестабильностью коэффициента передачи инвертора.

Цель изобретения - повышение точности работы фазовращателя.

Цель достигается тем, что фазовращатель, содержащий соединенные последовательно источник напряжения прямоугольной формы, первый генератор пилообразного напряжения, сумматор, компаратор и триггер, при этом второй вход компаратора является управляющим входом фазовращателя, соединенные последовательно инвертор и второй генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к второму входу сумматора, блок установки в исходное состояние, подключенный, между выходом источника напряжения прямоугольной формы и вторым входом триггера, введены фильтр, ключ и дополнительный сум398

матор, причем вход фильтра соединен с выходом триггера, выход срильтра через ключ подключен к второму входу дополнительного сумматора, выход которого соединен с входом инвертора, первый вход дополнительного сумматора и управляющий вход ключа подключены к выходу источника напряжения прямоугольной формы.

На фиг. 1 изображена функциональная схема фазовращателя, на фиг„2эпюры напряжений устройства.

Фазовращатель содержит источник

Iнапряжения прямоугольной формы, генераторы 2 и 3 пилообразных напряжений, инвертор , сумматор 5, до полнительный сумматор 6, компаратор

7, триггер 8, ключ Э, фильтр 10, бло

I1установки в исходное состояние и управляющий вход

Выход источника 1 напряжения прямоугольной формы соединен со входом генератора 2 пилообразных напряжений с первым входом дополнительного сумматора бис управляющим входом ключа 9 выход генераторов 2 и 3 пилообразных напряжений подключены соответственно к первому и второму входам сумматора 5, выход сумматора 5 соединен с первым входом компаратора 7, второй вход которого подключен к управляющему входу 12 фазовращателя, выход сумматора 6 соединен со входом инвертора , выход которого подключен ко входу генератора 3, вы ход ключа 9 соединен со вторым входом сумматора 6, выход триггера 8 подключен ко входу фильтра 10, выход фильтра 10 соединен со входом ключа 9, выход компаратора 7 подключен к первому входу триггера 8, ко второму входу триггера В подключен аыход блока 11 установки в исходное состояние, выход триггера 8 является выходом фазовращателя, .Фазовращатель работает следующим образом. Симметричное прямоугольное напряжение типа меандр от источника 1 напряжения (фиг, 2а) подается на вхо ды генератора 2 и сумматора 6, На выходе генератора 2 формируется од нополярное пилообразное напряжение, соответствующее положительному им пульсу напряжения от источника 1. С выхода сумматора 6 прямоугольно напряжение через инвертор (фиг.26) поступает на вход генератора 3. На

14

его выходе формируется пилообразное напряжение, соответствующее положительному импульсу напряжения с выхода инвертора 4, Выходные напряжения генераторов 2 и 3 суммируются в сумматоре 5 На выходе сумматора 5 формируется последовательность пилообразных импульсов напряжения ( фиг.2в следующих с удвоенной частотой по сравнению с частотой сигнала источника 1 напряжения. Выходное напряжение сумматора 5 поступает на вход компаратора 7, где сравнивается с напряжением постоянного тока с управляющего входа 12 (фиг. 2в). На выходе компаратора 7 формируется напряжение прямоугольной формы, положительные импульсы которого соответствуют превышению импульсов пилообразного напряжения над уровнем напряжения постоянного тока (фиг, 2г) Длительность импульсов на выходе компаратора 7 определяется регулируемой величиной напряжения постоянного тока со входа 12, С выхода компаратора 7 импульсное напряжение с модуляцией по длительности поступает на счетный вход триггера 8, запускаемый положительными фронтами этого напряжения. На выходе триггера 8 формируется периодическое напряжение прямоугольной формы, частота которого равна частоте источника 1 напряжения,

Поскольку триггер 8 запускается положительными фронтами выходного и импульсного напряжения компаратора 7, то выходное напряжение триггера 8 можно двигать по фазе в пределах 0-l80° относительно опорного напряжения источника 1 напряжения (фиг. 2д) путем изменения напряжения постоянного тока на входе 12 фазовращателя. Для того, чтобы tiasa выходного напряжения триггера 8 соответствовала фазе опорного напряжения при включении фазовращателя сигналом от источника 1 напряжения через блок 11 установки в исходное состояние триггер В устанавливается з соответствующее положение. Если на выходе триггера 8 формируется симметричное прямоугольное напряжение с равными амплитудами и длительностями положительного и отрицательного импульсов, то среднее значение этого напряжения за период равно нулю, и следовательно, на выходе фильтра 10 напряжение равно нулю. Возможные нестабильности работы инвертора k или генераторов 23 пилообразного напряжения (например, увеличилось напряжение на выходе инвертора А (фиг. 2е) приводят к изменению скоростей нарастания выхо ных напряжений генераторов пилообразного напряжения. При сравнении последовательности пилообразных импульсов с разным наклоном переднего фронта с напряжением постоянного тока со входа 12 (фиг. 2ж) на выходе компаратора 7 формируется импульсное напряжение с несимметрично модуляцией импульсов по длительност (фиг, 2и). Выходное напряжение триг гера 8 при этом также представляет собой напряжение с модуляцией импул сов по длительности (фиг, 2к). Сре нее значение этого напряжения за пе риод колебаний не равно нулю и на выходе фильтра 10 при этом выделяется напряжение, пропорциональное среднему значению выходного напряжения триггера 8 (фиг. 2л). Выходное напряжение фильтра 10 модулируется ключом 9 (фиг. 2м) и подается на вход сумматора 6, где с мируется, с учетом знака, с напряже нием источника 1 напряжения. Это на пряжение ( в данном случае уменьшенное по амплитуде ) подается на вход инвертора 4; в результате выходное напряжение инвертора регулируется до соответствия с выходными напряже нием источника 1 напряжения. В результате перечисленных регулировок на выходе триггера 8 формируется симметричное прямоугольное напряжениео По сравнению с прототипом предлагаемый фазовращатель обладает высокой точностью работы, так как при нестабильностях инвертора И(или) генераторов 2 и 3 пилообразного напряжения симметрия выходного напряжения триггера 8 не нарушается. Формула изобретения Фазовращатель, сожержащии соединенные последовательно источник напряжения прямоугольной формы, первый генератор пилообразного напряжения, сумматор, компаратор и триггер, при этом второй вход компаратора является управляю1цим входом фазовращателя, соединенные последовательно инвертор и второй генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к второму входу сумматора, блок установки в исходное состояние, подключенный междувыходом источника напряжения прямоугольной формы и вторым входом триггера, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы, в него введены фильтр, ключ и дополнительный сумматор, причем вход филБтра соединен с выходом триггера, выход фильтра через ключ подключен к второму входу дополнительного сумматора, выход которого соединен с входом инвертора, первый вход дополнительного сумматора и управляющий вход ключа подключены к выходу источника напряжения прямоугольной формы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № , кл, Н 03 К 7/оА, 1971. 2,Брунштейн. Фазовращатель, состоящий из удвоителя частоты и три1- гера. Электроника, т„ , № 21, с. 59-60