Устройство сдвига фазы на 90

(19) 01) ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГИЯМПРИ П(НТ СССР ВТОРСКОМУ СРЕДЕ ГЕЛЬБ"ГВ(71) Харьковский политехнический институт им, В.И.Ленина(56) Авторское свидетельство СССР У 451019, кл, С О 1 К 25/04, 1974,Авторское свидетельство СССР У 1051453, кл, С 01 К 25/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО СДВИГА ФАЗЫ НА 90 (57) Изобретение относится к измерительной технике и упрощает устрой(Я 1 401 К 2:/04 5/С.,",ства фазового сдвига на 90 за счет регулирования сдвига фазы на выходе без регулирования используемой фаэосдвигающей цепи. Сигнал с выхода фазосдвигающего элемента 1, не имеющего регулировки фазы, суммируется в сумматоре 3 с сигналом, прошедщим через управляемый по модулю и знаку коэффициента передачи делитель 2 напряжения. Снг:ал на управляющий входделител 2 подается с выхода фазового детектора 5 через интегратор 4. Входными сигналамн фазового детек тора 5 являются входной и выходной снгналь 1 устройства, 3 ил,б3 151170Изобретение Относися к измеАтельной технике и может быть использовано при построении фазосдвигающихустройств, предназначенных для Форинрования синусоидального напряжения,Дфаза когорсгс сдвинута на 90 относи.тельно исходного Подобные устройстванеобходимы при построении различныхфазовращающих схем, где предполагается квадратурное расщепление входного синусоидального сигнала, фильтровсимметрчных составляющю". э устройствах энергетической автоматики, Фазораспределяющих схем для фазового управления . вентилями, в измерительныхпреобразователях еактивнай мощностии в других случаях,Цель изобретения - увеличение та-.ности за счет использования Фазосд:яигающей цепи без элементов регулировки.На Фиг. 1 представлена структурнаясхема устройства сдвига фазы на 90Фиг, 2 - эпюры напряжений на выхацеяфазового детектора при различных рас-стройках Ь. Фазосдвигающего элементана Фиг. 3 - принципиальная схема Фазосдвигающего элена, реализованного на Операционном усилителе с фязавым звеном первого порядка.На Фиг. 1 показаны фазосдвигающжэлемент 1, управляемый по модулю изнак 7 каэ,дфициенфРа передачи делитель2,напряжения, сумматор 3, интеграторч и фазовый детектор 5. ходам устрой 35ства является вход Фазосцвигающегоэлемента 1, са .диненный са входом делителя 2 напряжения и первым ходамФазового детектора 5, Выходы оазосдвигающега элемента 1 и делителя 2 напря.40жения соединены соответственно совходами сумматора 3 выход котсрогсявляется выходом устройства и соединен со вторым входом фазового детектора 5, .выход которого подсоединен ко 45входу интегратора 4, а выход последнега соединен с управляющим входомделителя 2 напряжения.. ас смо трим раб а ту уст рой ства и;и точной настройке Фазасдвигающего элемента 1 на получение сдвига Фазыо1 равнсга 90, т.е, когда на ггс выходе/л имеется сигнал Пьяп(11.+90; в -П сойа 1:ьхБ,цанном случае на выходе интегС 5 ратора 4 напряжение равно нулю, так как напряжение ча выходе фазового детектора 5 будет иметь вид приведенньй на Фиг, 2 а, При его усргцнении интегратором 4 получим 0 =О. Управляемый делитель 2 напряжения в этом случае.не пропускает на выход входной синусаидальный сигнал, а на выходе сумматора1 рисутствует выходной сигнал фазасдвигающего элемента который является ортогональным вхацному сигналу.Предположим, что произошла расстройка фазосдвигающего элемента 1 либовследствие изменения частоты входного сигнала, лисс вследствие изменения номиналов фазосдэигающей цепи, В этом случае на выходе элемента 1 будет присутствовать сигнал.1 яп(а+90 +Ь)=11 соя(ы+М).Используя известное математическоеразложениесоя (хту=соя х:"оя у Ф яп х 81 пможно представить выходной сигналФазасдвигающего элемента 1 в следую 1 ем видеБьссз(Я+ЬО)=ЦСОЯЦсоядЙ р, Я 1 пЬРЯ 1 пЯОтсюда., сигнал, который по фазе ор- ТОГОНЯЛЕН ВХОДНОМУ МОЖНО ПОЛУчИТЬ если к выходному сигналу Фазосдвигающего элемента 1 прибавить входной сигнал устройства, амплитуда которого зависит от величины Фазовсй расстройки ;1.1 и равна Цяя.п о, те.Ь, сояЯс=Б соя ЬС+йф+Б япуяпидС.(2)Описанный принцип в дан.", . устройстве реализуется с помощью управлягмога делителя 2 напряжения и сумматора 3. При наличии Фазовой расстройки 6 Ц выходное напряжение фазового детектора 5 будет иметь вид, приведенный на фиг, 26 или фиг. 2 в в зависимости от знака Ь 1. Усредняя это напряжение, интегратор 4 будет накапливать напряжение на выходе, уровень которого будет пропорционален величине, а полярность - знаку фазовой расстройки ЬЦ, Напряжение с выхода интегратора ч прцкладывается к управляющему входу делителя 2 и задает необходимьй коэффициент деления амплитуды входного синусоидального сигнала и его знак, Сигнал с выхода делителя 2 сумчируется с выходным сигналам Фазасдвигающего элемента 1 и таким образам изменяет его фазу, Следящи контур в установившемся ре1511705 раторафИ жиме устанавливает амплитуду синусоидального сигнала Бтакой. чтобыпри дальнейшем суммировании с сигналом У,(1) на выходе устройства былполучен сигнал Б, созЮ, при которомвыходной сигнал Аазового детектора5 будет иметь вид, близкий к вицуна фиг. 2 а, и выходное напряжениеинтегратора 4, достигнув определенной величины, будет поддерживатьнеобходимую амплитуду сигнала П.(й),которая должна быть равна Ы 3,зпдц,Б качестве управляемого делителя 15напряжения целесообразно использоватьаналоговые неремножители (например,525 ПС 2 Б), выполняющие четырехквадрантное перемножение сигналов, чтопозволяет изменять амплитуду входного синусоидального сигнала с учетомвеличины и знака напряжения на выходеинтегратора,Экспериментальные исследования устройства показали, что при нсгользовании в качестве фазосдвнгающего элементапростейшей фазосдвигающей цепи первого порядка (фиг, 3)и при значительных расстройках этого звенао(ЬЦ=,+30 ) точность поддержания фазы выходного сигнала находится г препеяах Р, 2- о ",ь" . р йг " в ,"1 - , ает т:; от ",:;,еством, что позволяет повысить точоность задаваемого 90 сдвига фазы у любой фазосдвигающей цепи, в частнссти не имеющей органов регулировки. Ф о р м у л а н з о б р е т е н и яустрсйство сдвига фазы на 90 содержащее фазосдвигающнй элемент, фазовый детектор и интегратор, вход которого соец 1.;нен с выходом фазового детектора, один из входов которого соединен с вхсдом фазосдвигающего элемента, являющегося входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью увеличения точности, в него ввецены управляемый по модулю и знаку коэффициента передачи,.",елитель напряжения и сумматор выход кото рого является выходом устройства и соединен с вторым входом фазового детектора, д входы сумматора - соответственно с выходами фазосдвигающего элемента и упомянутого делителя напряжения, вход которого соединен с входом фазосдви"ающего элемента, а управляющий вход - с выходом инте 11511705 Составител Техред М,Д акаревич Редактор А,Дол Корректор С.Шекм Заказ 5899/49 Тираж 714 ПодписноеЗНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 ГКНТ ССС производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул, Гагарина, 1