Цифроаналоговый фазовращатель

О)ОЗ СОВЕТСНИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИХЕСПУБЛИН 13 А 1 9) (1 и 1) 4 Н 03 Н 11/2 ИЕ И ОБРЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1220111, кл. Н 03 Н 11/20, 1984.(57) Изобретение относится к радио-.технике и м.б, использовано в системах фазовой синхронизации для управ-.ления фазой сигнала. Цель изобрете-.ния - повышение быстродействия и стабильности фазового сдвига. Устр-восодержит три элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 1,2,3, К-разрядный реверсивныйсчетчик 4, цифроаналоговый преобразователь ЦАП 5, источник 9 постоянного напряжения, счетный триггер .10,элемент И 11, усилитель 12 с изменяемым знаком коэф,передачи, фильтр 13нижних частот и усилитель-ограничи"тель 14. Введение в устр-во ключа 6,делителя напряжения 8 и блока вычитания 7 обеспечивает работу ЦАП 5 сопорным сигналом, представляющим со"бой постоянное напряжение, тем самым увеличивая быстродействие устрва, В устр-ве напряжение, прошедшееЦАП 5 и ключ б, сравнивается с темже напряжением, прошедшим через делитель напряжения 8, и поэтому измене-,ние амплитуды напряжения источника 9не нарушает стабильности фазы, т,к,существенным для стабильной работы Юустр-ва является только соотношениевеличин сигналов на выходе ключа 6и делителя напряжения 8, которое м,б; ("откалибровано путем подстройки коэф, деления делителя напряжения 8. Д1 табл. 2 ил.Е = В Д/Д,40 где Д , - максимальное число, которое может быть сформиро"вано Кразрядами К-разрядного реверсивного счет"45чика 4.Выходной сигнал "Е" цифроаналогово- го преобразователя 5 поступает на вход ключа 6, который пропускает сигнал "Е" на выход без изменения, если на его управляющем входе управляющий сигнал "Б" соответствует логической "1", Если управляющий сигнал "Б" соответствует логическому "О", то выходной сигнал ключа 6 равен нулю. 55Выходной сигнал "Е" цифроаналогового преобразователя 5 формируется с помощью первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШИ 1 из входного опорного сигнаИзобретение относится к радиотехЧнике и может быть использовано в системах фаэовой синхронизации для управления фазой сигнала,Цель изобретения - повьппение быстродействия и стабильности фазовогосдвига.На фиг.1 приведена структурнаяэлектрическая схема цифроаналогового фазовращателя; на фиг,2 - временные диаграммы, поясняющие работу цифроаналогового фазовращателя.Цифроаналоговый фазовращатель содержит первый, второй и третий эле-: 15;менты ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 1 - 3, К-раз рядный реверсивный счетчик 4, цифроаналоговый преобразователь 5, ключ6, блок 7 вычитания, делитель 8 напряжения, источник 9 постоянного напряжения, счетный триггер 10, элементИ 11, усилитель 12 с изменяемым знаком коэффициента передачи, фильтр13 нижних чаСтот и усилитель-ограничитель 14, 25Цифроаналоговый фазовращатель работает следующим образом.Управляющий сигнал, поступающийна входы суммирования и вычитанияК-разрядного реверсивного счетчика 4, 30уменьшает или увеличивает число Д,хранящееся в его первых Кразрядах. Это число поступает на кодовыевходы цифроаналогового преобразователя 5, сигнал "Е на выходе которого пропорционален числу Д и амплитуде В напряжения на его опорном входе: ла "А 1", принимающего значения "1" и "О" и представляющего собой последовательность прямоугольных импульсов с частотой Р(фиг,2 а). Выход" ной сигнал ключа 6 представляет собой произведение А 1 Д В/Десли состояние (К)"го разряда К-разрядного реверсивного счетчика 4 Р(К) соответствует логической "1", В зависимости от сигнала К-го разряда К-разрядного реверсивного счетчика 4 первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 1 инвертирует или не инвертирует входной опорный сигнал "А", поэтому логическое условие, определяющее правило формирования выходного сигнала первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 1, имеет вид= А О+ Р(К)где О+ - операция ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.Напряжение В источника 9 постоянного напряжения поступает и на вход делителя 8 напряжения, который делит. его на 2. Выходной сигнал блока 14писывается алгебраическим выражением."С 1 - Б)В Д/Д В/2,Выходной сигнал блока 14 поступает на вход усилителя 12 с изменяемым знаком коэффициента передачи. Знак выходного сигнала определяется логическим уровнем сигнала "Ф" на его управляющем входе. Если управляющий сигналФсоответствует логической "1", то усилитель 12 с изменяемым знаком коэффициента передачи пропускает сигнал без изменения, если же управляющий сигнал "Ф" соответствует логическому "О", то инвертирует, Алгебраически выходной сигнал усилителя 12 с изменяемым знаком коэффи-., циента передачи описывается выражениемН = С 1(2 Ф).Логический управляющий сигнал "Ф" в соответствии со структурной электри-: ческой схемой цифроаналогового фазовращателя (фиг.1) описывается выраже" киемФ = А 2 О+ А) юс Р(К- )1 + Р(К),/Ъ )1 1О( (2 оп 20 из которого получаем Д/ДААа КС(3) 40 где з - знак логического умножения(операция И);А 2 - сигнал на выходе счетноготриггера 1 О (фиг,26);Р(К) - сигнал на выходе К-го разряда К-разрядйого реверсивного счетчика 4;Р(К) сигнал на выходе К-гоК-разрядного реверсивного 1 Осчетчика 4.Если А 1 = Я 1 цп зхп(211 Р С)1,то выходной сигнал счетного триггера10 описывается выражением15А 2 = Я 1 Рзз 1 п(1 Ро)3,1, если хОгде Я 1 Рп(х)О, если х ( О,Управляющий логический сигнал ф (выражение 1) равен А 2, если Р(кк.1) равно логическому "О". При Р(К), равном логической "1" выражение 1 принимает вид, 25ф = (А 2 +А 1 А Р(К)1)(2)А 2 О+ А 1 = К 1 Кп сов(РР -)ЪСигналы К-го и К-го разрядов К.разрядного реверсивного счетчика 4 несут информацию о номере квадрантаФФазы, записанной в виде двоичного кода, в котором Р(К) - старший разрядР, Р(К) - младший разряд. В зависимости от номера квадранта сигнал ф35 .принимает значения,-представленные в таблице 1. Учитывая, что2 А 1 = 1 - ПС ПК; 2 А = 1 +ПС ПК; видно, что в каждом квадранте сигнал на входе фильтра 3 нижних частот представляет собой сумму двух меана ров с определенными весовыми коэффициентами. Так, например, в первом; квадранте Н = В ПС Д/Д , +(1-Вд/Д )ПК; Выходной сигнал усилителя 12 с изменяемым знаком коэффициента передачи поступает на вход фильтра 13 нижних частот, который обеспечивает операциюинтегрирования входного сигнала."Н". Поскольку операция фильтрации является линейной, то взвешенная сумма меандров ПС и ПК 134преобразуется во взвешенную сумму треугольных колебаний ТС и ТК (фиг.2 в и г), причем ТС соответствует ПК, а ТК соответствует - ПС, Ана" литически сигналы ТС и ТК в пределах первой четверти периода описываются выражениями: Выходной сигнал фильтра 13 нижних частот (Фиг.2 д), показанный для случая, когда весовые коэффициенты равны между собой, поступает на вход усилителя-ограничителя 14. Момент смены знака выходного сигнала усилителя-ограничителя 14 для первого квадранта Фазы определяется иэ усло(В Д/Д) ТК =(1-В Д/Д. ) ТС,Аналогичные выкладки, выполненные для других квадрантов фазы, показывают, что предлагаемое устройство поэ" воляет изменять фазу выходного колебания при изменении двоичного числа, записанного в К-разрядный реверсивный счетчик 4,По сравнению с известным устройством предлагаемый цифроаналоговыйфазовращатель является более быстродействующим, так как в нем опорнымсигналом цифроаналогового преобразователя 5 является постоянное напряжение, а в известном - высокочастотное напряжение, поэтому в предлагаемом цифроаналоговом фазовращателеможно использовать входной опорныйсигнал более высокой частоты,Предлагаемый цифроаналоговый фазовращатель характеризуется большейстабильностью фазы по сравненюо сизвестным, поскольку в предлагаемомцифроаналоговом фазовращателе напряжение В, прошедшее цифроаналоговыйпреобразователь 5 и ключ б, сравнивается с тем же напряжением В,прошедшим через делитель 8 напряжения, ипоэтому изменение амплитудь 1 напряжения источника 9 постоянного напряжения не нарушает стабильности Фазы,установленной в предлагаемом цифро-ПК А 1 В Д/Д - В/2 О А 26 А 1 -ПК Примечание: ПСБ 1 дп вхп(нРС), 1,если хО;при Бд 8 п(х)ПКБ 18 п асов(ЗР 1), - 1,если х(0,аналоговом фаэовращателе, так как существенным для стабильной работы ."предлагаемого цифроаналогового фазовращателя является только соотношение величин сигналов на выходе ключа 6 и делителя 8 напряжения, котороеможет быть откалибровано путем подстройки коэффициента деления делителя 8 напряжения. Формула изобретения Цифроаналоговый фазовращатель, содержащий последовательно соединенные усилитель с изменяемым знаком коэффи:циента передачи, фильтр нижних частот ;и усилитель-ограничитель, а входы суммирования и вычитания К-разрядно" го реверсивного счетчика являются входами управления цифроаналогового фазовращателя, а К-разрядов К-разрядного реверсивного счетчика соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя, первый . элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый входкоторого является входом цифроаналого.:, вого фазовращателя и соединен с вхо; дом счетного триггера и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с (К)-м разрядом К-разрядного реверсивного счетчика и вторым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход счетного триггера соединен с первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента И, выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с первым входом третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, 10 второй вход которого соединен сК-м разрядом К-разрядного реверсивного счетчика, выход третьего элемен,та ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с управ,ляющим входом усилителя с изменяемым 1 знаком коэффициента передачи, источник постоянного напряжения, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и стабильности фазового сдвига, введены 20 последовательно включенные ключ иблок вычитания, делитель напряжения, вход которого соединен с источником постоянного напряжения и опорным входом цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом ключа, управляющий вход которого соединен с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход делителя напряжения соединен с вторым входом 80 блока вычитания, выход которого соединен с входом усилителя с изменяемым знаком коэффициента передачи.1425813Фиа 2Составитель Ю.МедведевРедактор Н.Яцола Техред А.Кравчук Корректор Э.ЛончаковаЗаказ 4782/54Тираж 928 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4