Управляемый фазовращатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК И 9) И З) 4 С 01 3 25/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(1) Харьковский политехнический институт им. В. И. Ленина(56) Авторское свидетельство СССР В 985937, кл, Н 03 Н 11/20, 1980.Авторское свидетельство СССР В 907460, кл, О 01 В 25/04, 1980. (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении различных устройств: измерительных преобразователей, фазометров, систем фазовой автоподстройки частоты, следящих сис,тем контроля и регулирования. Цель изобретения - повышение точности сдвига фазы синусоидального сигнала - достигается эа счет введения блока 5 сравнения напряжений синусоидального сигнала и соответствующих функциональных связей, Кроме того, фазовращатель содержит блок 1 сдвига фазы на 90 , управляемые делители 2 и 3.онапряжения, сумматор 4. Структура блока 5 зависит от требуемой точности операции фазового сдвига синусоидального сигнала В простейшем ва-рианте блок содержит амплитудные детекторы и пропорционально-интегральный регулятор на операционном усилителе, выход которого является выходом блока. 1 табл 1 ил.ГИ) =А вп (аС+Ч) = а я 3.пыл + Ъ соя ы 1 где А - амплитуда синусоидальногосигнала;Ч - угол сдвига Фазы;а, Ь - коэффициенты пропорциональаности, причем - = 1 Гаат +Для реализации выражения (1) необходимо входной синусоидальный сигнал / Б, (1) = Б вз.па 1(2) преобразовать в сигнал, сдвинутый пофазе на 90 0 а(+) = Б вп(ы 1 + 90) = (3 = 1.1 соя ю 1,1 132Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении различных устройств, измерительных преобразователей, фазометров, систем Фазовой автоподстройки частоты, следящих системконтроля и регулирования.Цель изобретения - повышение точности сдвига фазы синусоидальногосигнала.На чертеже представлена структурНая схема предлагаемого фазовращателя,Фазовращатель содержит блок 1сдвига фазы на 90 , управляемые делители 2 и 3 напряжения, сумматор 4 иблок 5 сравнения напряжений синуооидального сигнала, Входы блока 1,первого управляемого делителя 2 иВторой вход блока 5 объединены й подключены к источнику входного синусоидального сигнала, выход блока 1 соединен с входом второго управляемогоделителя 3, на управляющий вход которого подается напряжение управленияфазовращателя, выходы управляемых де 1лителей.напряжения 2 и 3 соединеныс входами сумматора 4, выход которого является выходом устройства, атакже соединен с первым входом блока.5, выход которого соединен с управляющим входом первого управляемого де"лителя 2 напряжения.Принцип действия управляемого Фазовращателя основан на реализацииизвестного математического выражениядля синусоидальной функции-90 160 -180 25 1, И) 30 5 10 15 20 35 40 45 50 55 Эту операцию в схеме выполняетблок сдвига Фазы на 90 . Далее.алгоритм предполагает соответствующее изменение амплитуды полученныхсоставляющих ц;(т,) и Б (С) так,что при дальнейшем суммированиина выходе устройства получают синусоидальный сигнал с необходимой Фазой, причем важным требованием является сохранение амплитуды входногосигнала, Функцию управляемого измене -ния амплитуд квадратурных составляющих выполняют в схеме управляемые делители напряжения. Амплитуда составляющих должна изменяться в диапазонеот 0 до + 11,. что определяется граничными углами сдвига Фазы.Соотношение амплитуд составляющихпри указанных углах сдвига Фазы приведено в таблице,Ц О О -1.1 -Т,Ц (1) 0 15 -1.1 0 0 Необходимые коэффициенты делениядля составляющих П,(1) и 13(1), соответствующие требуемому углу сдвигафазы, пропорциональны яп и соя этогоугла. Получение этих коэффициентовявляется основной трудностью при построении подобных структур Фазовращателей,В предлагаемом Фазовращателе использовано то обстоятельство что амплитуда сдвигаемого по Фазе сигналадолжна оставаться неизменной, чтопозволяет просто решить задачу получения одного из указанных коэффициентов,При этом управление Фазовращателем ведется по одной из составляющих,т.Е. напряжение управления, пропорциональное требуемому сдвигу фазы, подается на управляющий вход одн.;го изуправляемых делителей напряген"ч, анапряжение, пропорциональное необходимому коэффициенту деления другойсоставляющей, подается на управляющий вход управляемого делителя напряжения этой составляющей с выхода блока сравнения напряжений. При этом амплитуда выходного сигнала фазовращателя точно равна амплитуде входногоФормула изобретения Составитель В. Шубин Редактор О, Головач Техред М.Ходанич Корректор Д. ПилипенкоЗаказ 3480/48 Тираж 730 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Э 132876 сигнала, только при правильном соотношении коэффициентов деления составляющих Ц(1) и ПуДиапазон углов сдвига фазы управ 5 ляемого фазовращателя зависит от того, по какой иэ составляющих ведется управление фаэовращателем.Если на один иэ входов подавать напряжение составляющей входного сиг нала, а на другой. напряжение управления, то при К = О,1 можно производить управляемое деление входного напряжения с хорошей линейностью и в широком диапазоне, причем при 0 = О, 15 П , перемножителя тоже равно О, что позволяет получать точные фазовыео сдвиги на углы, кратные 90 , т.е. когда в выходном сигнале фазовращателя присутствует только одна из составляющих с определенным знаком,При использовании перемножителей аналоговых сигналов в качестве управляемых делителей напряжение управления фазовращателем должно из Ь меняться в диапазоне от -Бу макс до +Пч цц , что соответствует диапаа о зону фазовых углов сдвига от -90 до +90.Структура блока сравнения напряжений зависит от требуемой точностиоперации фазового сдвига синусоидального сигнала, что в.конечном итоге выражается в законе, который реализует регулирующее устройство (пропорциональный, интегральный.и т.д,), и в способе ввода регулируемого па 44раметра (амплитудное значение синусоидального сигнала, среднее и т,д,), В простейшем случае блок содержит амплитудные детекторы и пропорционально-интегральный регулятор на операционном усилителе, выход которогоявляется выходом блока сравнения напряжений,. Управляемый фаэовращатель, содержащий два управляемых делителя нао пряжения, блок сдвига фазы на 90 и сумматор, выход которого является выходом устройства, а входы подключены к выходам первого и второго управляемых делителей напряжения, входы которых соединены с источником синусоидального сигнала соответственно с первым - непосредственно, а с вторым - через блок сдвига фазы на 90 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен блок сравнения напряжений, первый вход которого соединен с источником синусоидального сигнала, а второй - с выходом сумматора,.а выход блока сравнения напряжений соединен с управляющим входом первого управляемого делителя напряжения, а вход управления сигналом управляемого фазовращателя соединен с управляющим входом второго управляемого делителя напряжения.