Способ компенсации фаз

Ф-д м,р,ц. хЛхО яцрЫВ 36 АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО КА КЗОБРЕТЕККЕ ОПИСАНИЕ способа компенсации фаз.К авторскому свидетельству П. А, Матвеева, заявленному 20 октября 1933 года (спр. о перв. Ие 136420). О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 марта 1935 года,(З 79) Существующие типы фазокомпенсаторов основываются на двух принципах:нужные амплитуда и фаза компенсационного напряжения получаются либов результате изменения величины элементов комплексного потенциометра,либо в результате поворота катушкиво вращающемся магнитном поле низкойчастоты.Оба способа сравнительно просты,однако, имеют существенный недостаток - зависимость от частоты, так каквсякое реактивное сопротивление пропорционально частоте. В силу этогопри изменении последней (например,в практике электро-акустических измерений) необходимо каждый раз изменять самоиндукцию или какой-нибудьдругой параметр компенсатора, чтоусложняет процесс измерения и можетпривести к ошибкам.Существенным недостатком первогоупомянутого способа является такженевозможность непрерывного измене.ния фазового угла компенсирующегонапряжения от О до 3 бО,Цель предлагаемого изобретения состоит в устранении перечисленных недосаков,Сущность способа компенсации фаз,согласно изобретению, заключается в том, что получение компенсационногенапряжения производится путем детектирования суммы напряжений высокойчастоты интерференционного генератора, а сдвиг фаз осуществляется вцепи гетеродина с неизменной частотой,На чертеже фиг, 1 изображает схемуспособа для компенсации фаз и фиг, 2 -схему фазовариатора.Два гетеродина 1, 2 звукового генератора имеют частоты Я+ о и е,где щ - необходимая при данном измерении низкая частота, выделяемая с помощью детектора 3 и усилителя 4.Напряжение Т., от гетеродина 2 подведено к фазовариатору любой конструкции (предпочтительно с возможностью непрерывного изменения фазыот О до ЗбО), рассчитанного для неизменной частоты щ гетеродина 2.Напряжениеснятое с фазовариатора,складывается с напряжением Т, частоты со+О, снятым с гетеродина 1.Суммарное напряжение воздействуетна детектор 6 компенсатора и затемусиливается усилителем низкой частоты 7, с которого снимается необходимоедля компенсационного измерения напряжение Г,Изменяя при помощи фазоваритора Ьсдвиг фаз между напряжениями 1; и Р, на угол;"получаем сдвиг фаз между У, и Р, на угол р причем у, - ;,.Действительно, если имеем два напряженияУ= Ж яп (а 1 - ,- р)= Е яи (а+ ю),",.то складывая их, получаем, как известно, колебания высокой частоты с амплитудой:,Е == г Ея+Е - 2 Е Е.сов(2 г - , - ).Если затем суммарное напряжение детектировать, например, на квадратичном участке детекторной характеристики, где, как известно,Ь 7 = - КГ-,и дполучим после удаления несущей частоты ток низкой частоты:=2 Е,Е созфг+у),Как видим, угол о равен углу сдвига фаз между напряжениями 1 И 1;, что весьма удобно для измерительных целей.Необходимо добавить, что то же соотношение между углами сохранится при любом детектировании,В виду того, что фазовариатор 5 работает на высокой частоте, он может быть сделан весьма компактным (например, два спаренных вариометра).Выясним еще одно обстоятельство, именно постоянство фазы напряжения 1,. звукового генератора и напряжения У, снятого с фазокомпенсатора.Изменения фазы этих напряжений (фазоеая модуляция), как известно, могут быть вызваны нестабильностью частоты звукового генератора.Действительно, частота и фаза свя. заны соотношением1 юЛЯ =- а 1где Л 2 - приращение частоты, ъ - фаза, откуда для фазы получим выражениеЬ а а 7С;%поэтому, поскольку в настоящее время все генераторы не обладают абсолют(1)о Ь .,(2) Для электродвижу цих сил Е 1 и Е, полу-чим выраженияЕ,:=-Л. соз1 -дф 3),Е, = - Я,з 1 пО "где М, и Н, - максимальные значения коэфициентов связи, а О - пространственный угол поворота ротора Ь, относительно катушки Х,Токи и , при условиях (1) и (2)будут- 5)Р з - /Ь Подставляя в (3) и (4) значения для, токов из (5) и (б), получим;ным постоянством частоты, фазовая мо-дуляция всегда имеет место.Это, однако, не является недостаткомвследствие того, что абсолютная фазаколебаний не им,.ет практического зна, чения, Действительно, при изме ренияхвся схема питается от оощего источника тока звуковой частоты. Практи ческийсмысл имеет лишь стабильность ча-стоты.Покажем на примере одного из мно-гочисленных типов фазовариаторов,каково влияние нестабильности частотына градуировку угла сдвига фаз.Положим, что ф азова риа тор рабо, тает по принципу действия, изображенному на фиг. 2, Компенсатор выполнен в виде статора из двух взаимно перпен, дикулярных катушек Ь, и Ь, и вра щающегося внутри их ротора Л,.Напряжение У:; повернутое нз же-лаемый угол , получается, как сумма 1 напряжений Е, и Е.индуктированныхв катугцке Ь, катушками Л, и Ь,.Как легко увидеть (фиг. 2), токи в ка, тушках Ь, и Л., находятся в квадратуре, 1 если принять, чтоДля тангенса угла сдвк га фазмежду У и Е получим выражение: Е.,д - . -=-8 ., (9) тЕ У при условии М, -=-. Л 4, как это обычно и делают.Если при некоторой частоте подобрать условие:". ас от Подставляя (11) в (9), получим: то, когда частота станет разной м= - . щ о, получим для индуктивного соп ротивления, принкмая во внимание (10), следующее уравнение, Откидывая члены степени выше первойполучим ф=(1 - :,) д(12) Как видим, при изменении частоты напримео на 1", тангенс угла изменится также на 1"/о, что повлечет за собой изменение угла - на 10,о при небольших 1 д О и набесконечно малую величину при О, близких к величине: 8 ==- (2 Й1) --2Предмет изобретения,Способ компенсации фаз токов ззу ,ковой частоты с непрерывным измене; нием фазного угла от 0 до 360, отлнчающи;:".ся тем, что для получения компенсационного напряжения используют детектированную отдельным детекто.ром сумму напряженич высокой частоты 1 интерференционного генератора, а сдвиг , .фаз производят в цепи гетеродкн ас неизменной частотой с той целью, , чтобы градуировка фазового сдвига неменялась с изменением низкой частоты.