Фазосдвигающее устройство Советский патент 1983 года по МПК H03H11/22 H02M1/08 H02P13/16 

(5) ФАЗОСДВИГАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано а различных радиоприемных устройствах.

По основному авт. св. № известно фазосдвигающее устройство, содержащее фазовращатель, три смесителя, четыре (1)ильтра и генератор, причем выход первого смесителя через первый (|зильтр и второй смеситель соединен со вторым (1зильтром и через третий (|)ильтр и третий смеситель, соединен с четвертым (фильтром, а выход генератора подключен непосредственнб ко вторым входам второго и третьего смесителя и через фазовращатель - ко второму входу первого смесителя С О.

Однако известное устройство не обеспечивает точность формирования разности фаз выходных сигналов.

Цель изобретения - повышение точности (1юрмирования разности фаз выходных сигналов.

Поставленная цель достигается тем, ЧТОБ фазовращающее устройство,содержащее фазовращатель,три смесителя,четыре (|)ильтраи генератор,причем выход первого смесителя через первый (Змльтр и второй смеситель соединен со вторым фильтром и через третий ({мльтр и третий смеситель соединен с четвертым 5 ильтром. а выход генератора подключен непосредственно Ко вторым входам второго и третьего смесителя и через фазоЩ1ащатель - ко второму, входу первого смесителя, между выходан1 второго и четвертого фильтров и управляющим входом фазовращателя введены последовательно соединенные дополнительный фазовращатель и фазовый дете ктор.

Кроме того, между выходами дополнительного фазовращателя и входами . фазового детектора введен умножитель разности фаз. На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит смесители 13, фильтры t-y, фазовращатель 8, ге нератор 9, дополнительный фазовращатель 10, фазовый детектор 11, умножитель 12 разности фаз. Устройство работает следующим образом. Фильтр i настроен на суммарную комбинационную частоту продуктов преобразования и включен между смесителем 1 и смесителем 2, фильтр настроен на разностную комбинационную частоту и включен между смесителями 1 и 3, фильтры 6 и 7 настроены на комбинационные частоты, равные частоте входного сигнала смесителя и включены на выходах соответственно смесителей 2 и 3, генератор 9 подключен к второму ВХОДУ смесителя 1 через фазовращатель 8 и к вторым входам смесителей 2 и 3 непосредственно. Режим работы фазовращающего устройства выбирают таким, при котором уровень напряжения генератора 9 на смесителях постоянный, а уровень вхо ного сигнала смесителя 1 не превышает заданной величины, что обеспечива ет линейный режим работы смесителей а следовательно, высокую точность формирования параметров выходных сигналов. На первый вход смесителя 1 поступает гармонический входной сигнал (источник сигнала не показан) 8результате линейного преобразования с помощью напряжения генератора 9на выходе смесителя 1 получают сиг налы с комбинированных частот с одинаковыми амплитудами. С помощью филь ров и 5 обеспечиваю т их частотное разделение, фильтром А выделяют сигнал суммарной частоты --UUrCoC() + - -4r3, (1) а фильтром 5 - сигнал разностной ком бинационной частоты U,j UUpCOsE{a;-«;r t+4-4 - p, .(2) где-и ,, амплитуда, частота и .на чальная фаза входного сигнала смесителя 1; Uj,a|-,j.- амплитуда, частота и начальная фаза напряжения генератора 9; М - фазовый сдвиг, вносимый фазовращателем 8. Основными особенностями выходных сигналов (1) и (2) являются равен9ство амплитуд, а также автоматическое поддержание равенства амплитуд, синхронного и пропорционального их изменения при изменении уровня входного сигнала. Благодаря этим ценным свойствам выходные сигналы (1) и (2) могут быть использованы для идентификации характеристик четырехполюсников, работающих на различных частот ах. Регулировку частот выходных сигналов обеспечивают изменением частот О . Сигналь (1) и (2) поступают также на первые входы соответственно смесителей 2 и 3, в которых подвергаются линейному преобразованию. В результате на выходах смесителей получают сигналы комбинационных частот. Причем, частота одного компонента в каждом из двух случаев равна частоте , входного сигнала. Фильтры 6 и 7 настроены на сигналы комбинационных частот, равные частоте входного сигнала, и выделяют их. Поэтому на выходах фильтров 6 и 7 имеют место сигналы, которые можно представить соответственно выражениями и и .ttit +Ч , u и («;1 ФЧ -ч-;. () Сигналы (3) и (А) обладают следующи ми с вой ст ва ми , Амплитуды прямо пропорциональны амплитуде входного сигнала, равны между, собой и не зависят от фазовых сдвигов; частота равна частоте входного сигнала; аргументы не зависят от начальной фазы напряжения генератора 9, но полностью содержат начальную фазу входного сигнала, т.е. приЧ 0 они синфазны входному сигналу, что позволяет регулировать начальную фазу сигналов (3) и (4).изменением начальной фазы входного сигнала; начальше фазы сигналов (3) и (k по отношению к начальной фазе выходного сигнала изменятся на одинаковую в.еличину,, заданную фазовращателем 8, но знаки этого изменения противоположны, т.е. расположение выходных сигиалов зер- кально-симметричное oтнocиfeльнo входного сигнала; разность фаз составляет 2 , что ослабляет требования к максимальному значению фазового сдвига, вносимого фазовращателем 8. Выходные сигналы (3) и (k) поступают на входы дополнительного фазо5Швращателя 10, с помощью которого задают разность фаз {фазовый сдвиг) f и переносят ее на проходящие сигналы, которые поступают на фазовый детектор 11, преобразующий заданную разность фаз в напряжение постоянного тока, пропорциональное косинусу «/, Это напряжение с фазового детектора 11 поступает на управляющий вход фазовращателя 8. Последний под действием постоянного напряжения из меняет свое состояние до установления разностифаз сигналов (3) и (), равной заданной величине fa и противоположной по знаку. Этой установке разностей, фаз соответствует нулевое знамение выходного напряжения фа зового детектора11. - В качестве дополнительного фазот вращателя используют двухфазныйгенератор, причем, задаваемый им фазовый сдвиг, переносят на основную частоту с помощью двух дополнительных смесителей, вторые входы которых подключены к соответствуюи м выходам 25 дами

двухфазного генератора, пе{5вые входы являются входами дополнительного фазовращателя 10, а выходы - выходами дополнительного фазовращателя 10. Техника формирования фазовых сдвигов наиболее развита и обеспечивает наиболее высокие точности в диапазоне низких частот. Поэтому для согласования низкой частоты с частотой сигналов (3) и С) применяют преобразование частоты, а для установления заданных амплитуд в допрлнительном фазовращателе - фазонеискажающие усилители.

ров и управляющим входом фазовращателя введены последовательно соединенные дополнительный фазовращатель и фазовый детектор.

2. Устройство по п. 1,.о т л и чающееся хам, что между выходами дополнительного фазовращателя и входами фазового детектора введен умножитель разности фаз;

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР « 6575, кл. Н 02 М 1/06, Н 02 Р 13/16, 1976 (прототип). 2 Применение в предлагаемом устройстве дополнительного фазовращателя 10 и фазового детектора 11 с соответствующим 1 связями обеспечивает повышение точности и автоматизацию задания разности фаз, а также ее переноса на выходные сигналы (3) и (k). Для повышения разреша1Э(цей способности и дополнительного повышения точности форкмрования разности фаз сигналов (3) и () нетл(к/ дополнительным фазовращателем 10 и фазовым детектором 11 включают у 1ожитель 12 разности фаз. При этом чувствительность увеличивается в коэффициент умножения разности фаз раз. Формула изобретения 1 . Фазосдвигакмцее устройство по авт. св. № бЗ, о т л и ч а юния точности формирования разности фаз выходных сигналов, мемщу выховторого и четвертого фильт:d