Фазовращатель

,ЯО 12 25/04 514 С ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СССР1977.илител рав -тки ся к измер ость отрра, такго фазов л овышается ак бысаща- авляет п имерегулируемогтродействиетеля достато наит парам ампли бъект иса тудноов автою изоббыстроко и с о в игаемого сигнала. ин период з.п. ф-лы ие СУДАРСТНЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ (57) Устройство относи тельной технике. Может нение при определении фазовых характерис 1 ик матического управления ретения является иовы деиствия устроиства. Поставленнаяцель достигается введением измерителя периода сдвигаемого сигнала свходом 12 и информационными выходами18, узла управления емкостью конденсатора с входом 11. Конденсатор 7выполнен с управляемой емкостью.Кроме того, устройство содержит вход 1,операционный усилитель 5, фазосдвигающую цепочку, состоящую из резисторов 4 и конденсатора 7. При использовании данного фазовращателя как ена системы автоматическо10 15 20 25 35 40 45 50 55 Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при определении амплитудно-фазовых характеристик объектов автоматического управления, фазовой синхронизации работы различных устройствЦель изобретения - повышение быстродействия устройства,На чертеже представлена функциональная схема фазоврашателя.Фазовращатель содержит вход 1,три резистора 2 - 4 один из которых(4) переменный, операционный усилитель 5, выход 6 фазовращателя, переменный конденсатор 7 с управляемойемкостью, повторитель 8 напряжения,цифроаналоговый преобразователь (ЦАП)9, второй повторитель 10 напряжения,вход 11 узла управления емкостьюконденсатора, вход 12 измерителя периода сдвигаемого сигнала, формирователь 13 короткого импульса, элемент 14 задержки, счетчик 15 импульсов, регистр 16 памяти, генератор17 импульсов образцовой частоты, информационные выходы 18 измерителя периода, регистра 16 памяти.Широкополосный фазавращатель имеет операционный усилитель 5, двапостоянных резистора 2 и 3, один изкоторых ,3) включен между выходомоперационного усилителя 5 и его инверсным входом, а второй (2) - между инверсным входом операционногоусилителя 5 и входом 1 фазовращателя, фазосдвигающую цепочку, состоящую из последовательно соединенныхпеременного резистора 4 и конденсатора 7, точка соединения которыхподключена к инверсному входу операционного усилителя 5, свободныйвыход переменного резистора 4 соединен с входом 1 фазовращателя, авыход операционного усилителя 5 соединен с выходом 6 фазовращателя, измеритель периода сдвигаемого сигнала, вход 12 которого соединен с входом 1 фазовращателя, и узел управления емкостью конденсатора, кодовыевходы управления которого соединеныс информационными выходами 18 изме. -рителя периода, причем измерительпериода содержит формирователь 13короткого импульса, генератор 17 импульсов образцовой частоты, элемент14 задержки, счетчик 15 импульсови регистр 16 памяти. Вход формирователя 13 соединен с входом,12 измерителя нерио да, вьхп формир.вателя13 короткого импульса подклнченнепосредственно к входу управлениярегистра 16 памяти и через элемент14 задержки к входу сброса счетчика15 импульсов, счетный вход которогосоединен с выходом генератора 17импульсов образцовой частоты, разрядные выходы счетчика 15 импульсовподключены к соответствующим информационным входам разрядов регистра16 памяти, а информационные выходыизмерителя периода которого соединены с соответствующими кодовымивходами узла управления емкостьюконденсатора из двух повторителей8 и 10 напряжений и ЦАП 9. При этомвход первого повторителя 8 напряжения соединен с входом 11 узла управления емкостью конденсатора иодной из обкладок конденсатора 7, авыход повторителя 8 напряжения подключен к входу опорного напряженияЦАП 9, кодовые входы управлениякоторого соединены с информационными выходами 18 регистра памяти измерителя периода, выход ПАП 9 подключен через второй повторитель 10 напряжения к второй обкладке конденсатора 7.Устройство работает следующим образом,Входное напряжение с периодом Тх поступает через вход 1 устройства на входы операционного усилителя 5 через резисторы 2 и 4, а также на вход формирователя 13 короткого импульса через вход 12 измерителя периода сдвигаемого сигнала. Короткие импульсы, соответствующие моментам перехода сдвигаемого сигнала через нулевой уровень с периодом следования Т, с выхода формирователя 13 короткого импульса поступают на вход записи регистра 16 памяти и через элемент 14 задержки на вход установки нуля счетчика 15 импульсов, на счетный вход которого поступают импульсы с выхода генератора 17 импульсов образцовой частоты. Счетчик 15 импульсов обеспечивает преобразование периода следования входного напряжения в код за один период входного сигнала, причем кодовая комбинация в нем при окончании процесса преобразования определяется следующим равенством:и (1)оьргде п - число импульсов образцовой частоты, поступившихна вход счетчика импуль 5сов 15 за один периодвходного сигнала;Т - период входного сигнала;Т - период следования импульоьо.сов образцовой частоты.Со счетчика 15 импульсов код, пропорциональный периоду следования входного сигнала, записывается в регистр 16 памяти, с выхода 18 которого поступает на кодовые входы управления ЦАП 9 узла управления емкостью конденсатора.Входной сигнал с выхода переменного резистора 4 поступает на одну из обкладок конденсатора 7 и через первый повторитель 8 напряжения подается на вход опорного напряжения ЦАП 9, выходной сигнал которого через второй повторитель 10 напряжения по дается к другой обкладке конденсатора 7.Изменение коэффициента передачи ЦАП 9 приводит к изменению разности потенциала, прикладываемого к конден- Зо сатору 7, что эквивалентно изменению его емкости.Коэффициент передачи ЦАП 91)вы и Тх (2) 35 ЦьТоьоьргде й - информационная емкость ЦАП.Эквивалентная емкость конденса тора 7 описывается следующим выражением:где С - номинальное значение емкости конденсатора 7.Из операционного уравнения известного фазовращателя следует, что модуль усиления фазовращателя равен единице, а фаза выходного сигнала определяется выражениемл( = - 2 агстд и С К (4)55где И - круговая частота входноного сигнала.Из выражений (3) и (4) следует,что с = - 2 агстч Уоьр2илис: - 2 агсТр ор С К , (5)ИЮх ТГде Д оьрТкруговая06 Р частотасигналаобразцовой частоты.Иэ (5) следует, что сдвиг фазы выходного сигнала фазовращателя не зависит от частоты входного сигнала. Этот выходной сигнал поступает на выход 6 фазовращателя.При использовании данного фазовращателя как звена системы автоматического управления повышается скорость отработки регулируемого параметра, так как быстродействие предлагаемого фазовращателя значительно выше по сравнению с известным и составляет один период сдвигаемого сигнала.Формула изобретения1. Фазовращатель, содержащий операционный усилитель, два постоянных резистора, один из которых включен между выходом операционного усилителя и его инверсным входом, фазосдвигающую цепочку, состоящую из последовательно соединенных переменногорезистора и конденсатора, первый вывод переменного резистора соединен с входом фазовращателя, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия конденсатор выполнен с управляемой емкостью и введены измеритель периода входного сигнала и узел управления емкостью, 3при этом общая точка соединения переменного резистора и конденсатора соединена с неинвертирующим входом операционного усилителя и входом узла управления емкостью конден- сатора, выход которого соединен с второй обкладкой конденсатора, вход измерителя периода входного сигнала соединен с входом фазовращателя, а выходы соединены с информационными входами узла управления емкостью,1290196 ключены к соответствующим разрядным входам регистра памяти, а разрядные выходы регистра памяти соединены с соответствующими информационными выходами измерителя периодасдвигаемого сигнала. Составитель В.ШубинТехред А.Кравчук Корректор Н.Король Редактор М.Товтин Заказ 7895/41 Тираж 751 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 при этом выход операционного усилителя соединен с выходом фазовращателя а конденсатор выполнен управляемым напряжением,2. Фазовращатель по п. 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что измеритель периода сдвигаемого сигнала содержит формирователь короткого импульса, генератор импульсов .образцовой частоты, элемент задержки, счет чик импульсов и регистр памяти,причем вход формирователя короткого импульса соединен с входом измерителя периода сдвигаемого сигнала,.выход формирователя короткого импульса подключен непосредственно к управляющему входу регистра памяти и через элемент задержки к входу сброса счетчика импульсов, счетный вход которо - го соединен с выходом генератора импульсов образцовой частоты, разрядные выходы счетчика импульсов под 3. Фазовращатель по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что узел управления емкостью конденсатора содержит два повторителя напряжения и цифроаналоговый преобразователь,причем вход первого повторителя напряжения соединен с входом узла, выход этого повторителя напряжения подключен к входу опорного напряжения цифроаналогового преобразователя, кодовые входы управления которого соединены с входами управления узла, а выход цифроаналогового преобразователя подключен через второй повторитель напряжения к выходу узла.