Фазовращатель синусоидальных сигналов

,и,111231 А 9)8 01 К 25/04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЗОБ ОМИТЕТ СССРРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИ БРЕТЕНЬСТВУ ВТОРСК СВ домобраэовторыма 90.(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 363.184, кл. Н 04 Н 7/32, 1972.2, Авторское свидетельство СССРВ 365800, кл. Н 03 Н 7/32, 1973(54)(57) ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ СИНУСОИДАПЬНЫХ СИГНАЛОВ, содержащий два канала,первый из которых состоит из последовательно соединенных фазосдвигающего .узла на 90 , четырехполюсникаи фаэоинвертора с регулируемымикоэффициентами передачи, а второй -из аналогичного четырехполюсника,причем вьжоды каналов подключены к первому и второму входу сумматора,третий вход которого соединен с выходом первого четырехполюсника первого канала, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширениячастотного диапазона входного сигнала, он снабжен электронным ключом,один вход которого соединен с входом фазовращателя, а второй - с пер"вым выходом блока управления, выходэлектронного ключа соединен с входом введенного формирователя прямоугольньж импульсов, выход которогосоединен с входом блока управленияи первым входом введенного преобразователя период-код, второй вход которого соединен с вторым вьжоблока управления, а выход превателя период-код соединен свходом фазосдвигающего узла нИзобретение относится.к электроиэмерительной технике и может быть использовано в фазовых следящих системах, используемых в информационно- измерительных системах сбора и кодирования информации от магнитных преобразователей, которые питаются от генератора синусоидального напряжения инфразвуковой частоты.Известен фазовращатель, содержащий фазосдвигающнй узел, два четырехполюсника и сумматор. Фазовращатель собран по двухканальной схеме.В первом канале последовательно включенные фазосдвигающий узел нао90 и четырехполюсник с регулируемым коэффициентом передачи, во втором - аналогичный четырехполюсник, выходы каждого канала подключены квходам сумматора 13.Такой фазовращатель не обеспечивает получения изменяющегося знакопеременного фазового сдвига.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является фазовращатель, обеспечивающий знакопеременный фазовый сдвиг, который содержит фазосдвигающий узел, функциональные .устройства, фазоинвертор и сумматор. Фазовращатель собран по двухканальной схеме, Первый канал выполнен из последовательно соединенных фазосдвигающего узла и четырехполюсника с регулируемым коэффициентом передачи, а второй - только из одного четырехполюсника с регулируемым коэффициентом передачи. Выход четырехполюсника одной связью непосредственно, а другой через фазоинвертор подключен к двум входам сумматора, третий вход которого соединен с вторым четырехполюсником 123.Выходное напряжение на выходе известного фазовращателя зависит от изменения частоты входного сигнала. Так, например, при изменении частоты входного сигнала на порядок величина напряжения на его выходе изменяется также на порядок.Цель изобретения - расширение частотного диапазона входного сигна. ла.Поставленная цель достигается тем, что фазовращатель синусоидальных сигналов, содержащий два канала, первый из которых состоит из последовательно соединенных фаэосдвигающего узла на 90 ф, четырехполюсника и5 20 25 фазоинверторарегулируемыми коэффи. циентами передачи, а второй - из аналогичного четырехполюсника, причем выходы каналов подключены к первому и второму входам сумматора, третий вход которого соединен с выходом первого четырехполюсника первого канала, снабжен электронным ключом, один вход которого соединен с входом фазояращателя, а второй - с первым выходом блока управления, выход электронного ключа соединен с входом введенного формирователя прямоугольных импульсов, выход которого соединен с входом блока управления и первым входом введенного преобразователя период-код, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а выход преобразователяпериод-код соединен с вторым входомфаэосдвигающего узла на .90На фиг. 1 приведена структурнаясхема фазовращателя, на фиг 2 -временные диаграммы, поясняющиеработу фазовращателя. ъФазовращатель синусоидальных сигналов содержит фаэосдвигающий узел1 на 90 О, четырехполюсники 2 и 3 и З 0 фазоинвертор 4 с регулируемыми коэффициентами передачи, сумматор 5,электронный ключ 6, формирователь 7прямоугольных импульсов, блок 8управления, преобразователь 9 период-код, генератор 10 импульсов,элемент 11 совпадения, счетчик 12импульсов, преобразователь 13 кодсопротивление, операционный усилитель 14 и конденсатор 15.40 Фазовращатель синусоидальногосигнала собран по двухканальной схеме, Первый канал выполнен нз после"довательно соединенных фазосдвигающего узла 1 на 90 ф. и четырехпогюсника 2 с регулируемым коэффициентомпередачи и фазоинвертора 4 с регулируемым коэффициентом передачи, авторой - только из одного четырехполюсника 3 с регулируемым коэффи циентом передачи. Выход четырехпопюсника 2 одной связью непосредственно,а другой через фазоинвертор 4 подключен к двум входам сумматора 5,третий вход которого соединен с четырехполюсником 3. Электронный ключ6 связан отдельными связями с формирователем 7 прямоугольных импульсов,блоком 8 управления и входом фазовращателя. Преобразователь 9 период(5) Э 11123код составлен иэ последовательно.вклкенных генератора 10 импульсов,элемента 11 совпадения и счетчика12, импульсов, выход которого соединен с одним из входов преобразователя 13 код-сопротивление фазосдвигаю".щего узла. Фазосдвигающий узел выпол.нен из последовательно включенныхпреобразователя 13 код-сопротивление и операционного усилителя 14, к 10входу и выходу которого подключенконденсатор 15. ДрУгой вход преобразователя 13 код-сопротивление черезэлектронный ключ 6 и блок 8 управления подключен к входу элемента 11 5совпадения и сбросовому входу счетчика 12 импульсов,Устройство работает следующим образом.При поступлении с блока 8 сигнала 20"начало измерения" электронный ключ6 открывается и входной сигнал 1)в,с частотой Г поступает на формирова.тель 7, где преобразуется в прямоугольный импульс, равный по длитель" 25ности периоду входного сигнала. Прямоугольный импульс с входа формирова.теля 7 подается на элемент 11 совпадения, который в течение времениего действия пропускает на счетчик З 012 квантующие импульсы от генератора10. Зафиксированный за это времяна.счетчике 12 код равен где Е 1 - частота входного сигнала;Т- период квантующих импульсов.Одновременно преобразователь 13 осуществляет выбор и запоминание сопротивления преобразователя 13, причем его значение автоматически выбирается как величина, прямо про порциональная коду на счетчике 12 Й.кй, к - (2)Чф- сопротивление преобразователя код-сопро 50тивление на частоте Г;К=К Г П - коэффициент пропорциональности ки - номинальное значение 55сопротивления преобразователя код-сопро.тивление,Гь- частота квантующихимпульсов,Е, - номинальное значениечастоты входного сигнала.По окончании периода входного сигнала ключ 6 запирается, прекращая поступление в счетчик 12 квантующих импульсов. При этом запоминается зафиксированный на счетчике 12 за время периода код и соответствующее этому коду значение сопротивления К преобразователя 13, В этом, состоя" ниисчетчик 12 и преобразователь 13 находятся до тех пор, пока с блока 8 не поступит команда на обновление значения сопротивления В. Фазовра" щатель готов к работе.Фазовый сдвиг между входным Ув), и выходным Ув напряжениями получается в результате сложения в сумматоре 5 трех напряжений: входного О, поступающего с выхода устройства 3 четырехполюсника, напряжения Б, сдвинутого по фазе на 90 ф относительно входного напряжения узлом 1 и преобразованного четырехполюсником 2, и напряжения Оэ, поступающего с выхода фазоинвертора 4, создающего сдвиг фазы на 180 , с регулируемым коэффициентом усиленияПричем на- пряжение Оехгде К, К и К 5 - коэффициенты передачи четырехполюсни.ков 2, 3 и фаэоинвертора 4. Подставив в 11 и Пэ значение Квзятое из (2), получимОк. - " щ -к - "- кО к (4)Овъ КфУ 9 е О2 агу кс г.оС вч х)З" Мв= "КОв,.К.К,1где К = 2- постоянная дляданного фазовращателя величинаПосле суммирования напряжений 0, Ур и Бз, взятыхиз (3), (4) и (5) в сумматоре 5, получимОаи, =(Оо,К,ф+КОьК-КОаКлК = (6) Ов (1 сгса к, сань К ) Из выражения (6) видно, что амплитуда выходного напряжения не зависит от частоты входного сигналаКроме того, из (6) можно показать, что 12311цри равенстве напряжений Ци т 0 и О фазовый сдвиг р между входным и выходным напряжениями равен нулю (см.фиг.2 а), амплитуда выходного на пряжения равна амплитуде входногосигнала. Прн плавном увеличении или уменьшении коэффициента усиления К фазоинвертора 4 фазовый сдвиг плав,но изменяется в сторону положитель . ных либо отрицательных значений.