Дискретный фазовращатель с низкоомньш выходом

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ285 Ю 5 Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 02.17,1968 ( 1230078/26-9) Кл, 21 е, 36/03 с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 29.Х,1970, Бюллетень33Дата опубликования описания 18.11.197 МПК б 01 г 27128УДК 621.317.77(088.8) йомнтет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРАвторыизобретения А. А, Кольцов и В, М. Сапельников Уфимский нефтяной институтЗаявитель ДИСКРЕТНЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ С НИЗКООМНЫМ ВЬХОДОМ Ц, с 1 созр+10 зтпр 30 Развитие информационно-измерительной техники требует дальнейшего совершенствования первичных преобразователей: повышения их точности, расширения частотного диапазона, использования более, дешевых элементов схемы,Изобретение относится к числу таких преобразователей, в частности к фазовращателям,для создания полярно-координатных и компенсационных фазометров. Необходимо отметить, что точное воспроизведение фазового сдвига - задача более сложная, чем измерение одвига фаз на основе измерения частоты или времени, для которых существуют более точные эталоны.Известны устройства, в которых выходное напряжение с регулируемыми значениями модуля и фазы получается путем суммирования двух токов, находящихся в квадратуре, на низкоомном сопротивлении.При формировачии в устройстве напряжения с заданной фазой и постоянным модулем выходного напряжения необходимо каждый раз рассчитывать величины сопротивлений.В предлагаемом фазовращателе фаза регулируется подекадно в каждом квадранте тремя переключателями (например, через 10, 1 и 0,1), что достигается суммированием трех синфазных и трех квадратурных токов, два из которых прозекают через все соаротивление Й, а чегыре - через определенные части этого сопротивления. Причем сумма синфазных токов всегда пропорциональна сову, а сумма квадратурных - з 1 пд. Исполь зована аппроксимация функций созр и з 1 прв диапазоне 0 - 90 через равные интервалы - отрезками прямых, число которых рав 2 о 10 но а.Принципиальная схема декадного низкоомного фазовращателя показана на чертеже. Выходное напряжение Уо, амплитуда которого постоянна, а фаза регулируется поде кадно тремя переключателями (в рассматриваемом конкретном случае шестиплатным переключателем П 1 - через 10, двухплатным П 2 - через 1 и ПЗ - через 0,1), снимается с сопротивления выходного делите ля 1 О г (Ъ 11). Контакты переключателя П 1перемещаются в горизонтальном направлении, а контакты переключателей П 2 и ПЗ в вертикальном направлении. На,входы фазовращателя подаются два напряжения, сдвинутые на 90 и равные по амплитуде.Для формирования постоянного по модулюнапряжения с регулируемым фазовым одвитом в схеме реализуется соотношение:Таким образом, х, переключателя жения изменяется 10 ется постоянным и 15 20 где 25 Зо 35 40 Р,(х,) = Як ДМп (х, +1) -- в 1 пх,2 п 2 п(7), (в на(цепь 1 Ч),отивлег дол(8) Р)10 г. Коэффициенты соз р и з 1 п р при измененли фазы выходного напряжения ср устанавливаются одновременно переключателямн П 1, П 2 и ПЗ. Для упрощения устройства при сохранении в достаточной степени его метрологических характерлстик использована аппромация синусно-косинусной зависимости в пределах от 0 до 90 через равные интервалы (10), т. е. использовано функциональное аналого-кодовое преобразование.Для уяснения принципа работы рассмотрим грубую регулировку фазы переключателем П 1 при выведенных переключателях П 2 и ПЗ. В этом случае имеем:+ 1;(х) 9 г, (1) х - положения переключателя П 1 (О,1,28),сломощью которогофаза изменяетсячерез 10,1(х,) - квадратурная составляющая токачерез сопротивления выходного делителя;1(х), 1,(х,), 1 а (х) - синфазные составляющие тока черезсопротивления выходного делителя. Сопротивленля фазовращателя, коммутируемые шестлплатным переключателем П 1,выбраны из следующих соотношений:Р(х,)=; (цепь 1), (2)в 1 п х,2 п Г(х,)=; (цепь 11), (3)соя (х, + 1)2 п ЯФХ1СОЯ Х - СОЯ (Х + 1)2 п 2 п Р,(х,) = 10 й(х,); (цепь ), Р;(х,) = 10 Р(х,); (цепь Ч 1), где а - число отрезков аппроксимации шем случае п= - 9).Параметр фазозращателя Л и сопр ние одной секции выходного делителя жны удовлетзорять соотношению: 45 50 55 60 65 Подставляя вышеприведенные соотношения (2 - ) в уравнение (1) и учитывая (8), получим выражение для мгновенного значения выходного напряжения Уо. при изменении положения П 1 фаза выходного напрячерез 10, а модуль оста 10 гравным У,Я При увеличечии фазы величина тока 1(х) увеличивается, а тока 1(х) уменьшается (соотношения 2 - 3). Изменяются и токи 1,(х,), 1,(х), 1 з(х,) и 1 з(х) в соответствии с изменением крутизны прямой аппроксимирующей функции сов ъ или э(п ср,Считая далее с определенным приближением, что функции эпар и созр линейны в интервале (т. е, в интервале 10), их ре 2 п гулировку ,производят линейными делителями,при помощи переключателей П 2 и ПЗ. При изменении положений переключателей Пг и ПЗ ки 1,(х,), 1,(х,), 1,(х,) и,(х,) проходят через соответствующее число сопротивлений выходного делителя, Цена деления переключателей П 2 и ПЗ .по 1 каждой квадратурной составляющей изменяется в соответствии с изменением наклона аппроксимирующей прямой при изменении хь что следует ,из соотношений (4 - 7). При этом цена деления переключателя ПЗ всегда .меньше в 10 раз цены деления переключателя П 2.Итак в общем случае имеем: У,м У з 1 п о 1+ (х,+0,1 х+ 0,01 хз) - Я 2 п Детальный анализ показал, что уже лри а=9 (переключатель П регулирует фазу через 10) методическая погрешность фазы не превосходит одной минуты,Как показал анализ, с достаточной точностью необходимо изтотавливать толыко сопротивления г, Я(х,) и Я(х,). Точность же изготовления сопротивлений Я,(х) и Я(х 2) может быть снижена в 3 раза, а сопротивлений Я,(х) и Лэ(х,) в 10 раз (6), (7). Например, при допустимой погрешности Я (х,) и Я(х,), равной 0,1%, получим 0,3%,для сопротивлений 12(х,) и Г 2(х), и 1% - для сопротивлений У,(х) и Гз(х). Изтотовление таких сопротивлений не представляет затруднений. При этом дополнительная погрвшность модуля выходного напряжения, вызванная неточностью изготовления сопротивлений, не превысит 0,2%.Выход фазовращателя низкоомный,и, следовательно, достаточно мощный, что практичеоки устраняет влияние нагрузочки на модуль выходного напряжения, Активная натрузка не влияет на фазу выходного напряжения.Заказ 1204 Тираж 480 ПопписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж-З 5, Раушская иаб., д, 4,5 Типография, пр. Сапунова, 2 5В дой цепи устройства нет переключ ающихся контактов. Подекадная дискретная регулировка фазы позволяет использовать фазовращатель в схемах автоматических цифровых приборов. Устройство выполнено полностью из активных сопротивлений, что создает предлосылки для успешного применения предлагаемого фазовращателя в схемах полярно-координатных компенсаторов и компенсационных фазометров как ручного, так и автоматического уравновешивания в широком диапазоне частот и на малый предел измерения - порядка 10 .ив,Дискретный фазовращатель с ниэкоомнымвыходом и,постоянным модулем напряжения 5 выхода состоящий из двух источников равных по модулю ортогональных напряжений и резисторов, огличаюиийся тем, что, с целью поразрядного регулирования фазы, низкоомный резистор снабжен а-отводами (л - число 10 знаков младшего разряда) и соединен с2 тнветвями (т - число разрядов и число ветвей, подключенных к одному источнику), причем две ветви старшего разряда соединяют источники напряжений с полным чис лом секций низкоомного резистора, а остальные 2 (т - 1) ветвей младших разрядов соединяют источники напряжений с отводами низкоомного резистора.