Программируемый фазовращатель-аттенюатор на пав

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) (11) 1511 Н 03 Н 9/6 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТ ВУЕЛЬСТ В ТОРСКОМЪ Бюл.еев, В.С,М В Злоказо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР Г 1 О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54) (57) ПРИГРАММИРУЕМЫЙ ФАЗОВРАШАТЕЛЬ-АТТЕНЮАТОР НАПАВ, содержащий блок ключевых элементов, входы которого подключены соответственно к управляющим и сигнальнымвходным клеммам, и двухканальный блоквекторного сложения, каждый из каналовкоторого включает входной электроакустический преобразователь (ЭП) ПАВ и общий для обоих каналов ЭП ПАВ, причем расстояния между входными и выходным ЭП ПАВ в каналах отличны на четверть длины волны, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности регулирования фазы и амплитуды, ЭП ПАВ в блоке векторного сложения выполнены : секционированными по апертуре с числом секций М у каждого из входных ЭП и 2 Й у выходного ЭП, секции входных ЭП сое динены с соответствующими выводами блока ключевых элементов, а секции выходного ЭП соединены между собой парад ле ц що и их апертуры фквык выбраны из соотношенияЖивых/Цах 1/2 егде К .,й, Фовх -апертура каждой секции входного ЭП ПАВ, И 89 71 ЯИзобретение относится к,;адиотехникев радиоэлектронике и преднаэначено для использования преимущественно в трапсверсальных фильтрах на ПЛБ, е также может бьць использовано ках фазовращатель с дискретным управлением, аттенюатор и др.Известен фезовРапатегь-аттенюатОР входящий в состав программируемого трансверсального фильтра на ПАВ, выпол-ненного в виде мостовой диодной схе мы ГХНедостатком этого устройства является низкая точность регулирования фазы И аМПЛИтудЫ СИГНаЛа, ОбуеЧОВЛЕННая НЕ 5 возможностью получения более двух рез личных значений регулрЗемых парамец - РОВ.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является про О ГРаММ ИРУЕМЫй ФаЗОВРацатЕ:ЬаттЕНСватор на ПАВ, содержащий блок клсчевых элемевтовв входы которого подключены соответственно к управляющим и сигнальным входным клеммам, и двухканаьный 5 блок векторного сложения, кажьй из каналов которого включает входной злектроакустический преобразователь (ЗП) ПЛВ, и общий для обоих канадов выходной ЭП ПЛВ, причем расстояния между вхошыми и Выходными ЗП ПЛБ в капа" лах отличны на четвергь длины волны и блок взвешивающих элементов, содержа ЩИй 2 Й ЭЛЕМЕНТОВ ПО М В КажДОМ Кана ле, соединенных с соответствующими вы"-"5 ходами блока ключевых элементов, и входными ЭП причем относительные весе взвешивающих элементов каждого из ка. налов кратны 1 У 2 (23 .В качестве блоке взвешпмющих элементов в устройстве испоьзуются две набора конденсаторОВ, по Н в каждом канале. Емкости конденсаторов в каждом йз набоРов выбРаны кРетными 1 вв 2 тек что С С, С - (1/2)СО, С-.,г ЙСв=(1/8)СО, С.- - (1/2 )С,О .3- -ав НеДостатком известнОГО устройства является сложнось конст),укции, требующей большого колиества навесных ссз: юинений между блоками, пргводящих к Возникновению паразитных связей между каналами и отдельными элементами уст= РойстВа, ДОПОЛНИТМЬНЬМ ИСКажЕНвЧМ фа зы и амплитуды регулируемого сигнала снижению надежности устройства, Вторым недостатком устройсчза является низкая точность управления фазой и амплитудой сиГнала, Определяемая достигае. мой на практике величиной минимального изменения регулируемых параметров.Бель изобретения - повышение точности регулирования фазы и амплитуды входного сигнала.Поставленная цель достигается тем, что в программируемом фазоврашателеаттенюеторе па ПАВ, содержащем блок к,Ночевых элементов, входы которого подклкчены соответственно к управляющим и сигнальным входным клеммам, и двухканаьнь:й блок векторного сложения, каждый из каналов которого включает входной злектроакустический преобразователь (ЗП) ПАБ, и общий для обоих каналов выходной ЭП ПЛВ, причемрасстояия между входными и выходнымП ПАВ в каналах отличны на четвертьдлины волця, ЭП ПАВ в блоке векторного сложения выполнены секционированными по апертуре с числом секций в укаждого из входНых ЭП и 2 М у выходного ЗП, секции входных ЭП соединеныс соответствуошими выходами блокаквцочевых элементов, а секции выходногоЗП соединены между собой параллельно ии их апертурь %а, выбраны из соотношения:ввьвввв-вг 1 е; У б - апертура каждой секциивходного ЭП ПАБ.На чертеже изображена блок-схемапрограмм ируемого фазоврешателя-аттенюатэа,Программируемый фазовращатель-аттенюатор содержит блок 1 ключевых элементов, который представляет собой набор из 2 в высокочастотных ключей 2,которые могут быть выполнены, например. в виде диодной мостовой схемы.Квпочи 2 соединены с управляющимцифровым входом через ограничительнь.е резисторы 3. Входы 4 и 5 блока 1 являются соответственно аналоговым и цифровым входами устройства. Блок 6 векторного сложения представляет собой по существу лвухкенальную линию задержки на ПЛВ, в которой оба канала конструктивно могут быть выполнеы на едиом звукопроводе. Каждый из каналов 7 и 8 блока 6 содержит входной злектро."устический преобразователь ПАВ 9:О, а также выходной злектроакустический преобразователь 11, общий для обок канадов. При использовании пьезоэлектрического звукопровода в качестве злектроакустических преобразователей могут быть испотьзованы встречно-шты з 10897 ревые преобразователи (ВШП). Расстояния 0 и О между входными и выходгным преобразователями в каналах различаются на четверть длины акустической волны, при этом выход 12 выходного преобразователя 11 является аналоговым выходом устройства. Входные и выходной преобразователи 9-11 выполнены секцио нированными вдоль апертуры с числом секций М в каждом из входных преобра о эователей и 2 К в выходном преобразователе, при этом секции 13 входных преобразователей 9 и 10 имеют одинаковые апертуры Ф,в, а апертуры сек. ,ций 14 выходного преобразователя 11 15 выбраны из условия, что соотношение апертуры Жв ыК-ой секции выходного преобразователя к апертуре равно величине 1/2 , причем секции 13 входного преобразователя 9 и 20 10 соединены с соответствующими выходами блока 1, а секции 14 выходного преобразователя 11 соединены между собой параллельно.При указанных соотношениях акусти ческий тракт каждого из каналов фазовращателя-аттенюатора разделяется на М акустически параллельных секций, каждая из которых образована одной секцией входного и одной, соответствую- ЗО щей ей, секцией выходного преобразователя. Для акустической секции реализуется коэффициент передачи по амлитуде, пропорциональный 1/2", где К - номер секции, при этом отдельная акустическая секция выполняет одновременно функцию взвешивающего элемента, и функцию векторного сложения.Необходимый коэффициент передачи по амплитуде обеспечивается путем под-" ключения к аналоговому вхрду устройства требуемого количества секций входного преобразователя 9 и 10 и выбора фазы 9 этого подключения 9 = 0 о или 9180 . Равенство апертур секций вход-" ного преобразователя 9 и 10, а также указанные выше взаимные соединения между элементами конструкции, существенны для обеспечения необходимых коэффициентов передачи акустических секций 5" и работоспособности всего устройства в целом.Предлагаемая конструкция позволяет по крайней мере вдвое повысить точность управления фазой и амплитудой 5; выходного сигнала, поскольку число значений амплитуды сигнала каждого иэ каналов равно 2 1 (2 -1 приМ+1 й 58 46 =Од,2 " -1 при О 180и нулевой уровень). Точность управления фазойвыходного сигнала в предлагаемом устройстве также по крайней мере в двараза выше. Дополнительному повышениюточности регулирования фазы и амплитуды способствует тот факт, что все секции входных преобразователей 9 и 10имеют одинаковый электрический импеданс вследствие равенства апертур секций 13 и одинакового числа пар штырей.В этом случае имеется возможностьобеспечить наилучшие условия согласования секций 13 с источником аналогового сигнала. Кроме того, повышение точности регулирования достигается еще иза счет подключения к каждой секции 13входных преобразователей 9 и 10 только одного комму тирующего элемента(ключа), что позволяет в предлагаемомустройстве приблизительно в М разснизить искажающее влияние коммутирующих элементов на работу устройства.Устройство работает следующим образом,Аналоговый сигнал, фаза и.амплитудакоторого подлежат регулированию, подается на аналоговый вход 4, на цифровойвход 5 поступает управляющий сигнал ввиде параллельного кода. Для- блока 1сигнал каждой иэ 2 М шин цифровоговхода 5 может принимать одно из трехзначений + Оо - О ,0, Положительноенапряжение + Ц, не шине цифрового входа 5 открывает одну пару диодов высокочастотного ключа 2, при этом соответствующая ключу 2 секция 13 входного преобразователя 9 блока 6 оказывается подключенной одним электродомк общей "земляной шине аналоговоговхода 4, а вторым электродом к второй, сигнальной шине того же входа.Отрицательное напряжение -Ое на шинецифрового входа 5 открывает другуюпару диодов высокочастотного ключа 2,при этом электроды секции 13 преобразователя оказываю тся подключеннымик аналоговому входу 4 таким образом,что фаза излучаемых ПАВ изменяетсяна 180 . Нулевое .напряжение на шинесоответствует отключенной секции, Ограничительные резисторы 3 служат дляразделения цепей высокой частоты и це .пей управления,Коэффициенты передачи по амплитудеК акустических секций каналов, определяемые рассогласованием апертурсекций 13 и 14 входных 9, 10 и выход 1089758где 8 - фаза ПАВ, излучаемой секци ей 13 входного преобразователя 9;% - номер секции 11кМ ).Поверхностные волны каналов 7 и 8, имекнцие различную амплитуду, суммиру.- ются на обшем для обоих каналов преобразователе 11, выход которого 12 являетс:я аналоговым выходом устройства. Поскольку расстояния , имежду эхоюыми 9, 10 и выходным,. 11 преобразователями отличаются на четверть длины акустической волны, то суммированне ПАВ происходит с относительным фазовым сдвигом 90 (или -90 ). Любое дискретное значение фазы и амплиту ды выходного сигнала, являюшегося суммой сигналов каналов блока 6 векторного 11 преобразователей, выбраны таким образом (1, 1/2, 1/4 ., 1/2), что имеется возможность получить на выходе каждого канала 2 уровней амплийтуды сигнала.1 сКозффициенты передачи по амплитуае К каждого из каналов определяются:иго сложения, может быть полученопутем выбора коэффициентов КФазовые соотношения между сигналами в каналах сохраняются в полосе час тот 10-20% от центральной частотыВШП ПАВ в случае, когда штыри преобразователей выполнены расщепленными.Испытания предлагаемого программируемого фазовращателя-аттенюаторапоказали, что при числе акустическихсекций каналов блока векторного сложения равном 4 точность управления ампли тудой выходного сигнала не хуже 6%от максимального значения, а минимальное изменение фазы при максимальной амплитуде выходного сигнала и минимальнойпаразитной амплитудной модуляции непревышает 1% от максимального значения относительной регулируемой фазыравного З 60Предлагаемое устройство имеет следу-,юшие технические преимушества:более простую схему стыковки с цифровыми управляющими устройствами (безЦАП и аналоговой схемы управления);более высокую точность регулированияфазы и амплитуды вследствие отсутствияаналоговых элементов, как подверженных тепловому дрейфу;ЗО более широкую полосу пролускания,что обусловлено применением квадратурных (сдвинутых на четверть длины волны) каналов, позволяющих сохранить фазовые соотношения между сигналами вканалах в полосе до 10-20% центральной частоты устройства.1089758 Составитель Н. Чистяковадактор П. Макаревич Техред М.Кузьма С.Шекм Зака 953/55 Филиал П тентф г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 862 ВНИИПИ Государственнм о по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Р