Фазовый модулятор

0 П И С А Н И Е 752776ИЗОБРЕ 1 ЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик) Приоритет сударственнын комитет СССР о делам изобретений(45) Дата опубликования описания ий н о(7 тель 54) ФАЗОВЫЙ МОДУЛЯТО ычислительнои автоматике и тв является ая характеримещена отноИзобретение относится к ви измерительной технике,связи,Известны фазовые модуляторы, состоящие из комбинации не менее, чем двух элементов - реактивного и резистивного, изкоторых хотя бы один является управляемым в функции модулирующего (измеряемого) медленноменяющегося напряженияЕ; на другие входы фазового модулятораподаются опорное синусоидальное напряжение частотыи напряжение смещенияЕ а на выходе образуется переменное напряжение частоты , сдвинутое по фазе навеличину Ьр относительно фазы опорныхколебаний Ц,Величина фазового сдвига в этих устройствах зависит от параметров реактивногои резистивного элементов, чувствительныхк изменению частоты опорных колебанийи величины приложенных напряженийдр - агс 1 д(у) у - вх (1Есыгде 0 (1) - входная характеристика фазового модулятора, учитывающая все параметры его элементов, в том числе и управляемые.Недостатком этих устройстакже и то, что модуляционнстика Лр(1) - нелинейна и с сительно нуля (Лср(0) ФО), что затрудняет построение высокоточных устройств, например аналого-цифровых преобразователей. Кроме того, эта характеристика не достаточно стабильна вследствие вариациипараметров реальных элементов, обусловленной старением и изменением приложенных напряжений и температуры.Из известных фазовых модуляторов наи более близким к изобретению по технической сущности является фазовый модулятор аналого-цифрового преобразователя, содержащий сумматор, ключ, подсоединенный к первому входу сумматора, и входной ц прибор 2.В нем для уменьшения нелинейности модуляционной характеристики Лр(1) фазового модулятора, выполненного на основе магнитного усилителя, т. е. управляемой 20 индуктивности, применена цепь отрицательной обратной связи, содержащая усилитель, схему сравнения и фиксатор уровня и включенная между Вьходом каскада Временного интервала и входом модулятора.Однако введенная цепь обратной связи,уменьшая нелинейность модуляционной характеристики фазового модулятора, одновременно резко ухудшает его стабильность и точность (из-за снижения чувствитель юсти) .Цель изобретения - повышение фазовойстабильности модулятора.Указанная цель достигается тем, что вфазовый модулятор, содержащий сумматор,ключ, подсоединенный к первому входу 5сумматора, и выходной прибор, введенывторой ключ, анализатор колебаний и фазирующий узел, причем выход второгоключа подсоединен к второму входу сумматора, выход которого подсоединен к входу анализатора колебаний, а управляемыевходы упомянутых ключей независимо соединены с двумя выходами фазирующегоузла.На чертеже представлена структурная 15электрическая схема фазового модулятора.Фазовый модулятор содержит прецизионные ключи 1-1, 1-2 и сумматор 2, выходкоторого соединен с входом анализатора 3колеоаний. Управляемые входы ключей 1-1и 1-2 порознь соединены с выходами 4 и 5фазирующего узла 6. На шину 7 поданыопорные импульсы, на шину Ь - напряжение смещения, на шину 9 - входноемедленноменяющееся напряжение. 25Работает фазовый модулятор следующимобразом.Напряжение смещения с шины 8 и входное медленноменяющееся напряжение сшины 9 коммутируются ключами 1-1 и 1-2с частотой /, причем продолжительностизамкнутого и разомкнутого их состоянийравны, но сдвинуты по времени на четвертьпериода (что эквивалентно сдвигу по фазена л/2). Благодаря этому на входы сумматора 2 поступают прямоугольные колебания типа меандра, сдвинутые по фазе нал/2, с амплитудами соответственно Е,м (8)и Евх (9)Сумматор 2 производит суммированиеполученных прямоугольных колебаний, врезультате чего на вход анализатора 3 колебаний подается ступенчатое напряжение,гармонический спектр которого состоит изнечетных гармоник частоты /, Анализатор 43 колебаний выделяет нужную гармонику,фазовый сдвиг которой (как и остальныхгармоник) относительно одного из моментов коммутаций ключей является функциейвличины 1= Евх/Есм50к -- (з(в1+Е ып Х2-КХ 2 кКЧ+ йр 1,где К= 1, 3, 5,- номер гармоники;у - коэффициент передачисумматора 2;р - коэффициент передачианализатора 3 колебаний,Ьр(Е)=+ агс 1 дг:-/, г 1. 6 о При этом модуляционная характеристика Лср(с) проходит через нуль, а погрешность ее нелинейности не превышает величины123Требуемый темп коммутации прецизионных ключей 1-1 и 1-2 определяется фазирующим узлом 6. Г 1 ри этом меандр на выходе 5 сдвинут по фазе относительно меандра на выходе 4 на л/2. Работа фазирующего узла 6 синхронизируется опорными импульсами.Если фазовый сдвиг выходной гармоники желателен отрицательный Л(1)(0, отсчет се фазы необходимо производить относительно меандра на выходе 5; в случае Ь(О отсчет фазы ведется относительно выхода 4,По сравнению с прототипом предлагаемый фазовый модулятор обеспечивает большую стабильность и более высокую точность: сдвиг по фазе определяется отношением 1=Евх/Есм и не зависит от коэффициентов передачи сумматора 2 и анализатора 3 колебании; модуляционная характеристика проходит через нуль; модуляционная характеристика имеет высокую крутизну на всем ее рабочем участке (в том числе и вблизи нуля - достаточно уменьшить величину Есм); линейность Л(1) в широких пределах может регулироваться выбором отношения/макс = вх. макс,/Есм.В целом стабильность увеличивается в 5 - 6 раз, а точность - в десятки раз в основном благодаря возрастанию крутизны дЬ(1)/О 1, т. е. чувствительности фазового модулятора. Формула изобретенияФазовый модулятор, содержащий сумматор, ключ, подсоединенный к первому входу сумматора, и выходной прибор, отлич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения фазовой стабильности, в него введены второй ключ, анализатор колебаний и фазирующий узел, причем выход второго ключа подсоединен к второму входу сумматора, выход которого подсоединен к входу анализатора колебаний, а управляемые входы упомянутых ключей независимо соединены с двумя выходами фазирующего узла.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент Великобритании1020639, кл. Н ОЗК 13/ОО, опублик. 23.02.66.2. Авторское свидетельство СССР148340, кл. Н ОЗК 13/03, 1962 (прототип),Заказ 1991/4 Изд.465 Тираж 995 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений п открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2