Фазосдвигающее устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН сэ а Н 7/18 ОСУДДРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ИОАННЕ ИЗОБР ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(72) Н.Г. Бутырин и А.Н. Щербина (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институтим. М.И. Калинина(53) 621.372.852.29(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР В 624351, кл. Н 03 Н 7/18, 1977.2. Авторское свидетельство СССР 9170204,кл.Н 03 С 3/26, 1962 (прототип) . (54)(57) ФАЗОСДВИГА 1 ОЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый источник управляющего постоянного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения независимости фазового сдвига от частоты, в него введены семь сумматоров, три управляемых ключа, причем выход источника подключен к инвертирующему входу первого сумматора и к первому неинвертирующему входу второго сумматора, выход которого подключен к инвертирующему входу третьего сумматора, к неинвертирующему входу четвертого сумматора и к первому неинвертирующему входу пятого сумматора через первый управляемый ключ, выход первого сумматора подключен к первому неинвертирующему входу шестого сумматора, к второму неинвертирующему входу пятого сумматора через второй управляемый ключ и к первому инвертирующему входу седьмого сумматора, выход которого через третий управляемый ключ подключен к третьему неинвертирующему входу пятого сумматора, второй источник постоянного напряжения, равного двойной амплитуде входного сигнала, и четвертый управляемьй ключ, причем выход второго источника подключен к второму инвертирующему входу седьмого сумматора и кнеинвертирующему входу третьегосумматора, выход которого соединен счетвертым неинвертирующим входомпятого сумматора через четвертыйуправляемый ключ, а также четыреэлемента совпадения, шесть компараторов, блок дифференцирования,вход которого подключен к неинвертирующему входу второго сумматораи неинвертирующему входу первогосумматора, являющемуся входом устройства, выход блока дифференцирования соединен с первыми входамипервого и второго элементов совпадения, через первый компаратор и через второй компаратор с первымивходами третьего и четвертого элементов совпадения, и третий источникпостоянного напряжения, равного амплитуде входного сигнала, выходтретьего источника соединен с неинвертирующим входом шестого сумматора и с инвертирующим входомчетвертого сумматора, выход которогочерез третий компаратор подключенк второму входу четвертого элементасовпадения и через четвертый компаратор - к второму входу третьегоэлемента совпадения, выход шестогосумматора через пятый компараторсоединен с вторым входом второго эле"мента совпадения и через шестойкомпаратор - с вторым входом первогоэлемента совпадения, выходы первого,второго, третьего и четвертого элементов совпадения подсоединены к управляющим входам соответственно третьего,второго, первого и четвертого ключей.подключен к первому неинвертирующемувходу шестого сумматора, к второмунеинвертирующему входу пятого сумматора через второй управляемый ключи к первому инвертирующему входу седьмого сумматора, выход которого черезтретий управляемый ключ подключен ктретьему неинвертирующему входу пятого сумматора, второй источник постоянного напряжения, равного двойнойамплитуде входного сигнала, и четвертый управляемый ключ, причем выход второго источника подключен квторому инвертирующему входу седьмого сумматора и к неинвертирующемувходу третьего сумматора, выход которого соединен с четвертым неинвертирующим входом пятого сумматорачерез четвертый управляемый ключ, атакже четыре элемента совпадения,шесть компараторов, блок дифференцирования, вход которого подключен кнеинвертирующему входу второго сумматора и неинвертирующему входу первого сумматора, являющемуся входомустройства, выход блока дифференцирования соединен с первыми входамипервого и второго элементов совпадения, через первый компаратор ичерез второй компаратор с первымивходами третьего и четвертого элементов совпадения, и третий источникпостоянного напряжения, равного амплитуде входного сигнала, выходтретьего источника соединен с неинвертирующим входом шестого сумматора и с инвертирующим входом четвертого сумматора, выход которогочерез третий компаратор подключен квторому входу четвертого элементасовпадения и через четвертый компаратор - к второму входу третьегоэлемента совпадения, выход шестогосумматора через пятый компараторсоединен с вторым входом второгоэлемента совпадения и через шестойкомпаратор - с вторым входом первогоэлемента совпадення, выходы первого,второго, третьего и четвертого элементов совпадения подсоединены куправляющим входам соответственнотретьего, второго, первого и четвертого ключей,На фиг. 1 изображена функциональная схема фаэосдвигающего устройства;на фиг. 2 - временная диаграмма,иллюстрирующая работу устройства.Фазосдвигающее устройство содержит сумматоры 1-6, блок 7 дифферен 1 1084971 гИзобретение относится к измерительной технике и технике связи иможет быть использовано в измерительных устройствах, фазовых модуляторах, генераторах сигналов и в системах автоматического управления.Известно фазосдвигающее устройство, содержащее фазоинвертор с подключенным к его выходам фазосдвигающейКС-цепью выполненной в виде последо.У1 Овательно соединенных конденсатора иуправляемого резистора, фазовый детектор, один вход которого соединенс входом фазоинвертора, выход подключен к управляющему входу управля 5емого резистора, второй вход - с выходом дифференциального усилителя,инвертирующий вход которого подключен к месту соединения конденсатораи резистора, инвертирующий вход20к подвижному контекту потенциометрического резистора, подключенного параллельно фазосдвигающей КС-цепи 1,Недостатком устройства являетсязависимость угла сдвига фазы от25частоты сигнала.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является преобразователь постоянного напряжения в изменение фазы, содержащий управляемыенелинейные полупроводниковые сопротивления, к одной паре граней которых подсоединен источник управляющего напряжения, к другим граням подведено опорное напряжение прямой или 35обратной фазы2 ;Недостатком известного устройстваявляется зависимость угла сдвигафазы (коэффициента преобразования)от частоты переменного напряжения. 40Цель изобретения - обеспечениеназависимости фазового сдвига отчастоты,Укаэанная цель достигается тем,что в фазосдвигающее устройство, содержащее первый источник управляющего постоянного напряжения, введенысемь сумматоров, три управляемыхключа, причем выход источника подключен к инвертирующему входу первого сумматора и к первому неинвертирующему входу второго сумматора, выходкоторого подключен к инвертирующемувходу третьего сумматора, к неинвертирующему входу четвертого сумматора 55и к первому неинвертирующему входупятого сумматора через первый управляемый ключ, выход первого сумматора1084971 4вания, ключи 14-17 подключают ксумматору 22 ту или иную комбинациюиз соотношений (1) в соответствии ссигналами управ. пения, сформированными по соотношениям (2-5),Формирование сдвинутого сигнала на1 при БЗ 0 участках 1 и 111 осуществляется путейвычитания (сложения) из переменного0 при ЦО. напряжения треугольной формы управля 10 ющего напряжения. Формирование сдвинутого сигнала на участке 11 (и аналогично на участке 1 Ч) поясняетсяпостроением на фиг. 2. Из него вид 1 при Ус 0 но, что для получения сдвинутого15 сигнала в любой момент времени слеНЫХдует из сигнала Х+У вычесть удвоенную разность (Х+У)-Хм, т. е. формирование сдвинутого по фазе(Х+Я -2 Г(Х+ Й -Хм 3 =2 Хм (Х+У) сигнала производят последовательнов четыре этапа в.соответствии с соот Временной сдвиг сигнала (фиг. 2) ношениями при выполнении указанных операцийсоставит 3цирования, компараторы 8-13, управляемые ключи 14-17, элементы 18-21 совпадения, сумматор 22.Компараторы 8, 10 и 12 реализуют функцию Обык Компараторы 9, 11 и 13 реализуютфункцию 0 при Б ),О Х-Б, 2 Х - (Х Ю), Х+Ц, 2 Х М - (Х-И),У ЙХ1 сгде 1 сЙг.(1) 25 Относительная величина фазового сдвига определяется как причем признаком первого этапа является выполнение условиядт-0 и одновременно (Х-Б)+Х )О, (2) йХМ ф1Т ЕТ , так как 1 сТ=2 Х ЗО признаком второго этапа являетсявыполнение условия-0 и одновременно (Х+О)-Х )О, (3)дХс 1 Т М ф Ц Гу то - = - , или в радианах с= -Т 2 Х Мпризнаком третьего этапа являетсявыполнение условия-0 и одновременно (Х+У)-Х О, (4)АХс 11 М ф признаком четвертого этапа являетсявыполнение условий-0 и одновременно (Х-ЙФ Хм 0, (5)дХйе где Х - переменное напряжение треугольной формы;Х, - его амплитуда;Б - величина управляющего напряжения.Выполнение алгебраических операций суммирования реализуется сумматорами 1-6, выявление признаков наличия того или иного этапа производится компараторами 8-13 и элементами 18-21 совпадения, вычисление производной от треугольного сигнала производится блоком 7 дифференциро 35 где Т - период сигнала Х.Таким образом, величина фазовогосдвига не зависит от частоты исходного переменного напряжения, а методическая инерционность преобразова ния равну нулю. Диапазон управленияфазой составляет 0-180 ц.Технико-зкономический эффект отиспользования предлагаемого устройства определяется линейностью преобра зования, его частотной независимостьюи практической безынерционностьюпо управлению. Технические преимущества изобретения заключаются вотсутствии дискретности и практи ческой безынерционности по цепиуправления фазой при сохранениичастотной независимости преобразования, Запаздывание по управлениюопределяется лишь свойствами ключей 55 и логических элементов устройства.10849 1 Составитель П. СкулаковН. Вобкова Техред О.Неце орректор А, Ференц едак дписное к 5 нллал ППППатент, г, Ужгород, ул, Проектная 2035/53 Тира ВНИИПИ Государе по делам изо 113035, Москва, Ж