Широкодиапазонный калибратор фазовых сдвигов

.Ф.Егор 8.8)детельство ССС1 К 25/04, 198тельство СССР1 К 25/04, 198 АТО азоизмеено для не часьнои аанно ре зобрете качест ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГННТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) ШИРОКОДИАПАЗОННЫЙ КАЛИБ ФАЗОВЫХ СДВИГОВ(57) Изобретение относится к рительной технике и предназн формирования в широком диапа тот двух напряжений синусоид или любой другой формы с зад чением их амплитуды и прециз гулируемым фазовым сдвигом. ние может быть использовано 15256 4 А 1 2ве компенсирующего фазовращателя в фазометрах уравновешивания и в различных фазовых системах радиоизмерительной техники. Целью изобретения является повышение точности и уменьшениедискрета задания фазовых сдвигов.Предлагаемый калибратор содержит: широкополосный генератор 1, пересчетные блоки 2 и 3, блок 4 установки и контроля фазовых сдвигов, дешифратор 5, преобразователи кодов 6, 7.17.п, коммутатор 9, дополнительный переключатель 10 установки фазовых сдвигов, регулятор 11 опорного напряжения, перемножающие цифроаналоговые преобразователи 12 и 13, цифроаналоговый делитель 14 и аналоговый сумматор 15, перемножающий цифроаналоговый преобразователь 16. Изобретение позволяет сократить аппаратные затраты, если не требуется предельная точность. 1 илИзобретение относится к Фазоизмерительной технике и предназначено для Формирования в широком диапазоне частот двух напряжений синусоидальной ,или любой другой Формы с заданным зна,чением их амплитуды и прецизионно ре,гулируемым фазовым сдвигом, и может быть использовано в качестве компенсирующего Фазовращателя в фазометрах уравновешивания и в различных Фазовых системах радиоизмерительной техники.Целью изобретения является повышение точности и уменьшение дискрета задания Фазовых сдвигов. 15На чертеже представлена схема предлагаемого широкодиапаэонового калибратора фазовых сдвигов.Калибратор содержит широкополосный генератор 1, пересчетные блоки 2 20 й 3, блок 4 установки и контроля Фазовых сдвигов, дешифратор 5, преобразователи кодов 6, 7,1-7.п, 8, коммутатор 9, дополнительный переключатель 10 установки Фазовых сдвигов, 25 регулятор 11 опорного напряжения, перемножающие цифроаналоговые преобраэо" ватели (ПЦАП) 12 и 13,.цифроаналоговый делитель 14 и аналоговый сумматор 15, ПЦАП 16. 30 Выход широкополосного генератора 1 соединен с тактовыми входами пере, счетных блок-з 2 и 3. Информационные выходы пересчетного блока 2 подключены к входам преобразователя 6 кодов а выход заполнения - к входу записи блока 4 установки и контроля фазовых сдвигов, Выходы последнего соединены с входами ввода информации пересчет- . 4 О ного блока З,а информационные входы -с его разрядами выхода, К этим же разрядам выхода подключены информационные входы дешифратора 5 и преобразователя 8 кодов. Дешифратор 5 имеет п групп выходов, соединенных с входами преобразователей 7.1-7,п кодов выходы которых подключены к такому же количеству групп информационных входов коммутатора 9. Одноименные входы управления дешифратора 5 и коммутатора 9 соединены между собой и подключены к выходам дополнительного переключателя 10 установки фазовых сдвигов. Выходы преобразователей 6 и 8 кодов соединены с цифровыми:входами ПЦАП 12 и 16 выходы которых являют 1ся выходами опорного и регулируемого каналов калибратора соответственно. К выходам преобразователя 8 кодов подключены также цифровые входы цифроаналогового делителя 14, аналоговый вход которого соединен с выходом ПЦАП 13, а выход - с одним из входов аналогового сумматора 15, Другой вход аналогового сумматора подключен к одному иэ выходов регулятора 11 огорного напряжения и к аналоговому входу ПЦАП 13, цифровые входы которого соединены с выходами коммутатора 9. Аналоговые входы ПЦАП 12 и 16 подключены к другому выходу регулятора 11 опорного напряжения и выходу аналогового сумматора 15 соответственно.Широкополосный генератор 1 нреднаэ начен для формирования непрерывной по. следовательности импульсов, определяющих частоту следования выходных сигналов и промежуточное значение дискрета регулирования Фазовых сдвигов. Пересчетные блоки 2 и 3 служат дляформирования периодически изменяющихся адресных кодов. Блок 4 установки и контроля Фазовых сдвигов предназначен для формирования. Фазовых сдвигов в регулируемом канале с дискретом, кратным периоду следования импульсов с выхода генератора 1. Дешифратор 5 служит для выдачи адресных кодов пере- счетного олока 3 на один из преобразователей 7,1-7.п кодов, Преобразователи 6 и 8 кодов формируют ординаты выходных сигналов, а преобразователи 7.1-7,п - коды разности этих ординат в соответствии с выбранным Фазовым .сдвигом (1-и). Коммутатор 9 предназначен для выдачи кодов разности ординат на ПЦАП 13, на выходе которого эта разность преобразуется в аналоговую величину. ПЦАП 12 и 16 преобразуют коды ординат сигналов в выходные напряжения опорного и регулируемого каналов калибратора. Цифроаналоговый делитель 14 предназначен для масштабно- арифметического преобразования напряжения с выхода ПЦАП 13. Аналоговый сумматор 15 служит для Форьярования опорного напряжения для ПЦАП 16 регулируемого канала. Регулятор 11 предназначен для независимой регулировки уровней выходных напряжений в обоих каналах калибратора.Широкодиапазонный калибратор фазовых сдвигов работает следуопт:и образом,Пересчетные блоки 2 и 3, тактируемые импульсами с генератора 1, Форми5 1525614 б Руют последовательности адресных ко- за счет установки соответствующей ,дов с частотой повторения, равной час- начальной фазы пересчетному блоку 3 тоте выходных сигналов Р калибра- опережает такую же ординату опорногоалыхтора5канала на величину фазового сдвига.ПЦАП 12 и 16 преобразуют ординатыа(С) и а,(с) в соответствующие имвыходные напряжения опорного и регугде Г - частота следования импуль- лируемого каналов П(с) ф" , -Ь "Б,+О (с), (5) где ш 360, = - -К=1 Кк(2) 7,и кодов определяется значением наименьшей ступени .регулирова"ния фазового сдвига Ь(6) ба= и,где и - любое целое число из натурального ряда (максимальное значение и ограничено разрешающей способностью ПЦАП 13) . В, зависимости от выбранного переключателем 10 значения Щ;(=1,2 55и)на цифровые входы ПЦАП 13 поступает регулирующий код а; (т), пропор-.циональный Щ. На выходе ПЦАЛ 13 формируется напряжение О, (с), равное а(с) = аоп (с +Ю), (3) т.е. каждая ордината выходного сигнала регулируемого канала калибратора сов генератора 1;1 - козффициент деления частотыпересчетных блоков и максимальное количество интерваловаппроксимации выходных сигналов на один период их следавания.Козффициент 1 устанавливает также промежуточное значение дискрета регулирования фазовых сдвигов ц) . Измене-. , ние фазовых сдвигов калибратора Цк 20 на значения кратные ( осуществляется путем вариации стационарных значений начальных фаз пересчетных блоков, используемых как управляемые делители частоты 25 где К - значение кода промежуточного 30Фазового сдвига, задаваемогоблоком 4 установки и контроляфазовых сдвигов. Преобразователи 6 и 8 кодов форми 35 руют из адресных последовательностеи коды мгновенных значений или ордииаты а и аИ) выходных сигналов заданной формы,в опорном и регулируемом каналах калибратора. В качестве 40 преобразователей кодов могут использоваться постоянные перепрограммируемые запоминающие устройства (НПЗУ), которые программируются, а также сменяются нли коммутируются таким образом, чтобы в каждом канале имелись группы наборов мгновенных значений сигналов любых требуемых форм. При формировании синусоидальных сигналов ППЗу обоих каналов программируются по 50 выборкам гармоническойфункции зьи(Ц;К) при К = 1,2,3 а ординаты на .3 1 выходах ППЗУ связаны между собой вы- ражением- число разрядов выходов преобразователей кодов и цифровых входов ПЦАП;Ь ,Ь - козффициенты деления напряжения регулятором 11,П - постоянное опорное напряжеьние фП(С) - выходное напряжение регулирующего канала, формируемоена выходе цифроаналоговогоделителя 14.Для задания наименьших ступеней фазовых сдвигов Ь, меньших мищмального значения промежуточного дискретг регулирования Фазового сдвига , реализованного блоком 4 установки и контроля фазовых сдвигов, используется регулирующий канал, в который входят дешифратор 5, преобразователи 7,1 - 7,и кодов, коммутатор 9, дополнительный переключатель 10 установки Фазовых сдвигов, ПЦАП 13, цифроаналоговый делитель 14 и аналоговый суммагор 15.Количество преобразователей 7.11525614 на-Фазо-ЗО полу= Поп (сЧнЧ;) то напряжение в цифроаналоговом деителе 14 делится на величину кодардинаты а(С). В итоге на аналоговыйумматор 15 с делителя 14 поступаетегулирующее напряжение 0 Р, (с). 10 ц (с) = - - = -- Ь ц,.(8) О(с) а (с) р а(с): а(с) 2" оТаким образом на выходе регулируемого канала Формируется напряжение (с), которое в соответствии с выражениями (5) и (8) имеет вид У(с)=, -- -и -Ь Б + - -7, Ь у (9) ап(с+И) а , (с) 2 и Р а(с) 2 о 20 Раскрыв скобки и учитывая (3),. можно получить окончательное выражение для о(С) 25 П(с) Оп.,1, П + ., 1., ц (1 О) аоп (с+0 к) а; (с) 2 ) Р 2 2 )где второе слагаемое и является именьшей ступенью регулирования вого сдвига 6 Ц.Положив условие Ь= Ь можно чить, учитывая (4) и (5),Яс) = П (с+ц )+ - -- Ь 0а; (с)оп к Ул 2 ф о Из выражения (11) видно, что дис 4 О крет регулирования фазы щ; не зависит от величины множителя а(с), код которого поступает на цифровые входы ПЦЛП 16, а определяется суммарной разрядностью ПЦАП 13 и 16. Таким образом,45 точность задания Фазового сдвига выходного напряжения регулируемого канала относительно опорного благодаря наличию составляющей дц;в 2 раэ выше чем у прототипа так как у посФ О леднего наименьший дискрет Фазового. сдвига определяется разрядностью только одного ПЦАП регулируемого канала,Преимуществом, предлагаемого уст" ройства по сравнению с прототипом яв 55 ляется то, что в памяти преобразователей 7.1-7.п кодов хранятся не ординаты сдвинутых по Фазе сигналов, а разность между ординатами сдвинутых сигналов. Поскольку эта разностьвсегда меньше значения самих ординат, то и для ее кодирования требуется меньшее число разрядов, Такой подход позволяет сократить аппаратныезатраты, если не требуется предельнаяточность. Например, можно использовать преобразователи 7.1-7.п кодови ПЦЛП 13 меньшей разрядности. Формула изобр ет ения Широкодиапазонный калибратор фазовых сдвигов, содержащий широкополосный генератор, выход которого подкл 1 очен к послецовательно соединенным в опорном канале первому пересчетномублоку, первому преобразователю кодови первому перемножающему цифроаналоговому преобразовате:ю и тактовомувходу второго пересчетного блока,входы ввода информации которого соединены с выходами блока установки иконтроля фазовых сдвигов подключенного входом записи к выходу запогнения первого пересчетного блока, а информационными входами - к соответствующим разрядам выхода второго пересчетного блока и информационным входам дешифратора, каждая из и групп которого соединена с одним нз п входов второго преобразователя кодов, и групг выходов которого подключены к такому же количеству групп входов коммутатора, входы управленя которого соединены с одноименньпк входами управления дешифратора и выхоцамн дополнительного переключателя установки фазовых сдвигов, а выходы поцключены к дфровым входам второго перемножающего циФ- роаналогового преобразователя, аналоговый вход которого соединен с первым выходом регулятора опорного напряжения, второй выход которого подключен к аналоговому входу первого перемножающего цифроаналогового преобразователя, а вход - к источнику постоянного опор ного напряженияо т л и ч а ю щ и й с я тем, что,. с целью повышения точности н умень 1 пения дискрета задания фазовых сдвигов, в него введены третий преобразователь кодов, третий перемножающий цифроаналоговый преобразователь цифроаналоговыи делитель и ан тот оный су 1 пдатор причем выходом опорногоавала является выход первого перемножающего цифро 9 1525614 10 аналогового преобразователя, а выход логового делителя, аналоговый вход регулируемого канала - выходом третье- которого соединен с выходом второго го перемножающего цифроаналогового перемножающего цифроаналогового препреобразователя, аналоговый вход кото- образователя, а цифровые входы подрого соединенс выходоманалогового сум" ключены к одноименным цифровым входам матора,первый вход которого подключен третьего указанного преобразователя 1 к первому выходурегулятора опорного кодов, входы которого соединены счнапряжения,а второй к выходу пифроана" выходами второго пересчетного блока.Составитель А.СтаростинаРедактор Т,Парфенова Техред Л.Сердюкова Корректор Э.ЛончаковаЗаказ 7219/40 Тираж 714 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,10