Широкополосное управляемое фазосдвигающее устройство инфранизкочастотного диапазона

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВйДЕТЕДЬСТВУ п 425126 Союз Советских Социалистических республик(51) М, Кл, 6 01 г 25/04 Государственный комитетСовета Министров СССРоо делам изобретенийи открытий(54) ШИРОКОПОЛОСНОЕ УПРАВЛЯЕМОЕ ФАЗОСДВИГАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ИНФРАНИЗКОЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНАИзобретение относится к радио- и электро- измерительной технике и может быть использовано при построении измерителей комплексного коэффициента передачи четырехполюсников, калибраторов фазы и т. п.Известное фазосдвигающее управляемое устройство инфра низкочастотного диапазона, содержащее усилитель постоянного тока с конденсатором в цепи обратной связи и спаренные потенциометры, характеризуется невысокой точностью, определяемой точностью и стабильностью используемых резисторов, потенциометров, корректирующих резисторов и конденсаторов. Кроме того, угол сдвига фаз, создаваемый таким устройством, зависит от частоты сдвигаемого сигнала. Поэтому необходимо производить настройку устройства на заданную частоту путем изменения значения емкости конденсатора обратной связи. Это сужает область применения подобных устройств, так как число необходимых значений частот сдвигаемых сигналов велико, а шкала номинальных значений серийно выпускаемых конденсаторов ограничена. Кроме того, точность переменного конденсатора определяет точность фазового сдвига, создаваемого устройством. Поэтому при изменении частоты сдвигаемого сигнала необходимо практически полностью перестраивать устройство, изменяя как значения сопротивлений корректирующих резисторов и потенциометров, так и значения емкости конденсатора обратноц связи. Обеспечить соответствие между положением движка спаренного потенциометра и углом сдвига 5 фаз в диапазоне частот практически невозможно.Цель изобретения - повышение точностисоздаваемого фазового сдвига в широком диапазоне частот сдвигаемых сигналов.10 Поставленная цель достигается тем, чтоустройство снабжено нуль-органом, ампли.тудными детекторами, реверсивным счетчиком импульсов, преобразователем код - сопротивление, ключами, генератором импуль сов и дополнительными усилителями, в цепиобратной связи которых установлены встречно включенные спаренные потенциометры, причем вход устройства через преобразователь соединен с усилителем постоянного то ка, к входу и выходу которого подключенконденсатор, выход усилителя постоянного тока через резистор и дополнительный усилитель соединен с выходом устройства, а че рез амплитудный детектор - с одним из вхо дов нуль-органа, вход другого дополнительного усилителя соединен с входом устройства, а его выход через амплитудный детектор присоединен к второму входу нуль-органа, выход нуль-органа соединен с ключами, к вторым 30 входам которых подключен генератор и;.(2) пульсов, ключи соединены с входом реверсивного счетчика импульсов, связанного с преобразователем, к входам и выходам дополнительных усилителей параллельно подключены спаренные потенциометры,На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит вход 1, преобразователь 2 код - сопротивление; усилитель 3 постоянного тока с входом 4 и выходом 5; конденсатор 6; дополнительные усилители 7 и 8; выход 9 устройства; амплитудные детекторы 10 и 11; входы 12 и 13 нуль-органа; нуль- орган 14 выход 15 нуль-органа ключи 16 и 1; второй вход 18 ключеи; генератор 19 импульсов; суммирующий вход 20 реверсивного счетчика импульсов; реверсивный счетчик 21 импульсов; вычитающий вход 22 реверсивного счетчика импульсов; выход 23 реверсивного счетчика импульсов; вход 24 и выход 25 дополнительных усилителей; спаренные потенциометры 26; постояные резисторы 27 и 28.Вход 1 устройства через преобразователь 2 соединен с усилителем 3 постоянного тока, к входу 4 и выходу 5 которого подключен конденсатор б. Выход 5 усилителя через дополнительный усилитель 7 соединен с выходом 9 устройства, а через амплитудный детектор 10 - с одним из входов 12 нуль-органа 14. Вход 1 устройства через резистор 28, а его выход 25 через амплитудный детектор 11 присоединены ко второму входу 13 нуль- органа 14, а выход 15 нуль-органа соединен с ключами 16 и 17, Ко вторым входам 18 ключей подключен генератор импульсов 19.Ключ 16 присоединен к суммирующему входу 20 реверсивного счетчика импульсов 21, а ключ 17 - к его вычитающему входу 22. Выход 23 реверсивного счетчика импульсов подключен к преобразователю 2. Ко входам 24 и выходам 25 дополнительных усилителей 7 и 8 подключены встречно включенные спаренные потенциометры 26.Устройство работает следующим образом.Входное напряжение Увх поступает на вход 1 устройства и далее через преобразователь 2 - на усилитель постоянного тока 3, к входу и выходу которого подключен конденсатор 6.Выходное напряжение усилителя постоянного тока при этом будет1-вх 2 вУхйвС где У, - амплитуда напряжения на выходеусилителя;- частота сдвигаемого сигнала;Яп - сопротивление преобразователя 2код - сопротивление;С - емкость конденсатора 6;Увх - амплитуда входного напряжения,Напряжение У поступает на вход амплитудного детектора 10, при этом на его выходе появляется напряжениегде Кв 1 - коэффициент преобразования амплитудного детектора 10,Напряжение на выходе амплитудного детектора 11 будет5Уа,: Ка 1 КдуРвх (3) где Кх, - коэффициент преобразования амплитудного детектора 11; К,у, - коэффициентпередачи дополнительного усилителя 8.10 Оба напряжения Ьв 1 и У поступают навход нуль-органа 14, которыи открывает одиниз ключей 16 или 17 в зависимости от знакаразности (1/а, - ,С 7 а, ) При этОм, еслиУв ) Ув открыт ключ 16, и импульсы с15 выхода генератора импульсов 19 поступаютна суммирующий вход 20 реверсивного счетчика импульсов 21. Цифровое состояние счетчика переносится в преобразователь 2 и изменяет значение его сопротивления Яп.20 Напряжение Уь а следовательно, и 0 хначинает в соответствии с выражением (1)и (2) уменьшаться. Поступление импульсовв реверсивный счетчик прекратится, когдаУа, станет равнымаЕсли Ьа) 7 а,25 открыт ключ 17, и импульсы с генератораимпульсов поступают на вычитающий вход22 реверсивного счетчика импульсов,Работа устройства при этом происходитаналогичным образом, так что поступление50 импульсов в реверсивный счетчик прекратится, когда Ув, уравняется с Ув,При этом 1 2 вХхйвС=сопь 1 независимо от значений входного напряжения Увх и его частоты , а также неза висимо от точности и стабильности Яп и С.Г 1 ри этом поддерживается постоянным и фазовый сдвиг, создаваемый устройством= агсф(К +1) 2 тс БГС, (6) 50 где К, - коэффициент усиления усилителя 3;а также погрешность этого сдвигаЛ = агс 1 (7)1(8) 60 Таким образом, угол сдвига фаз, создаваемый устройством, при постоянстве Ку полностью определяется значением коэффициента передачи дополнительного усилителя 8 К,у,.В соответствии с требуемым значением 65 сдвига фаззначение этого коэффициента425126 5может быть определено из выражения(9)С учетом выражения (5) выражение (1) принимает видУ, .= У,А(,. (10)Таким образом, амплитуда напряжения на выходе усилителя постоянного тока отличается от амплитуды входного напряжения устройства на величину К,у, .Амплитуда выходного напряжения устройства будет У - ( ДуРгде Ку, - коэффициент передачи дополнительного усилителя 7.Для обеспечения равенства амплитуд входного и выходного напряжений устройства берут Кду, -1(12)дугПодставив в выражение (11) выражения (10) и (12), получают У.=У,- при любых значениях угла р и частоты ,Равенство (12) обеспечивается встречным включением спаренных потенциометров и ра- венством Предмет изобретения Широкополосное управляемое фазосдвигающее устройство инфранизкочастотного 5 диапазона, содержащее усилитель постоянного тока с конденсатором в цепи обратноп связи и спаренные потенциометры, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности создаваемого фазового сдвига и 10 обеспечения независимости этого сдвига отчастоты сдвигаемого сигнала, оно снабжено нуль-органом, амплитудными детекторами, реверсивным счетчиком импульсов, преобразователем код - сопротивление, ключами, гене ратором импульсов и дополнительными усиобратной сэустановлены встречно включенные спаренные ноте.щпометры, причем вход устроиства через преобразователь соединен с усилителем 20 постоянного тока с конденсатором в обратной цени, выход усилителя постоянного тока через резистор и дополнительный усилитель соединен с выходом устройства, а через амплитудный детектор с одним из входов нуль органа, второй вход которого через другойамплитудный детектор, второй дополнительныйй усилитель, резистор подключен к входу устройства, а выход пуль-органа соединен с кл очами, связаннымп одними входамн с ре- ЗО версивным счстчнко, соединенного с преобразователем код - сопротивления, а вторыми входамн - с генератором импульсов.