Управляемый фазовращатель

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах формирования напряжения прямоугольной Йормы, фаза которого регулируется относительно опорного напряжения.Цель изобретения - повышение быст родействия Йазовращателя.На фиг. 1 приведена структурная схема Йазовращателя; на Йиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. Управляемый Йазовращатель содер кит источник 1 напряжения прямоуголь 1 ной формы, генераторы 2 и 3 пилообразного напряжения, сумматоры 4 и 5, тнвертор 6, электронные ключи 7-9, ,интегратор 10, компаратор 11, тригге фы 12 и 13 со счетным входом, блок 14 установки в исходное состояние, элементы И 15 и 16, блок .17 выборки- хранения и Йормирователь 18 импульсов выборки. Выход источника 1 соеди. 25 неи с входами генератора 2 и блока 14, первым входом сумматора 4 илп, дуправляющим входом ключа 7, соединен- Його своим сигнальным входом с выходом блока 17, а выходом - с вторым входом сумматора 4, Вход генератора 3 через инвертор 6 соединен с выходом сумматора 4, а выход -. с вторым входом сумматора 5, первый вход которого соединен с выходом генератора 2 а выход - с первьм.входом компаратора 11, соединенного своим вторым . 5 входом с управляющим входом 19 Фазовращателя, а выходом .- со счетным входом триггера 12, Установочный40 вход триггера 12 соединен с выходом блока 14, первый выход - с выходом 20 фазовращателя, сигнальным входом ключа 8 и первым входом элемента 15, а второй выход - с первым входом элемента 16 и счетным входом триггера 13, соединенного своим первым выходом с управляющим входом ключа 8, а вторым - с вторыми входами элементов 15 и 16, Вход интегратора 10 соединен с выходом ключа 8, а выход - с сигнальным входом ключа 9, управляющий вход которого соединен с выходом элемента 15, а выход - с шиной нулевого потенциала. Сигнальный вход блока 17 соединен с выходом интегра 5 тора 10, а управляющий вход " с выхо" дом формирователя 18, соединенного, своим входом с выходом элемента 16. Управляемый Фазовращатель работает следующим образом,Симметричное прямоугольное напряжение типа иеандр от источника 1(Фиг. 2 а) поступает на входы генератора 2 и блока 14, на управляющийвход ключа 7 и на первый вход сумматора 4. На выходе генератора 2 формируется однополярное пилообразноенапряжение, соответствующее положительному импульсу напряжения источника 1.С выхода сумматора 4 проинвертированное инвертором 6 напряжениеисточника 1 поступает. на вход генератора 3. (Фиг, Зб), На его выходеФормируется пилообразное напряжение,соответствующее положительному импульсу напряжения с выхода инвертора 6, Выходные напряжения генераторов 2 и 3 суммируются в сумматоре 5.На выходе сумматора 5 Йормируется последовательность пилообразных импульсов (Фиг. 2 б), следующих с частотой, равной удвоенной частоте сигнала источника 1, Выходной сигнал сумматора 5 сравнивается в компараторе11 с управляющим сигналом, поступающим со входа 19 (Йиг. 2 в), На выходе компаратора 11 Формируется напряжение прямоугольной формы, положительные импульсы которого соответствуют поевьппенню пилообразными имаульсами уровня управляющего сигнала(Йиг. 2 г). Длительность импульсов навыходе компаратора 11 определяетсяуровнем управляющего сигнала с входа 19. С выхода компаратора 11 модулированные по длительности импульсы поступают на счетный вход триггера 12, запускаемого передними Фронтами этихимпульсов. На первом выходе триггера 12 и выходе 20 Формируется периодическое напряжение прямоугольной Фомы с частотой, равной частоте сигнала источника 1 (Фиг. 2 д)Поскольку триггер 12 запускается передними Фронтами импульсов с выхода компаратора 11, выходное напряжение Фазовращателя можно сдвигать по фаэе в пределах 0-180 относительно напряжения источника .1 путем изменения управляющего напряжения на входе 19,Для того, чтобы Йаэа выходного напряжения триггера 12 соответствовала фазе опорного напряжения, при включении Йазовращателя сигналом от источника 1 триггер 12 устанавливает. ся в соответствующее положение.5 15821Триггер 13 в совокупности с интегратором 10, ключами 8 и 9, элементами 15 и 16, Аормирователем 18 и блоком 17 измеряет постоянную составляющую прямоугольного напряжения на первом выходе триггера 12.Если на первом выходе триггера 12 формируется симметричное пилообразное напряжение с равными амплитудамн и длительностями положительных и отрицательных импульсов, то среднее значение этого напряжения за период равно нулю и, следовательно, на выходе блока 17 напряжение равно нулю.Возможные нестабильности работы инвертора 6 или генераторов 2 и 3, например, при увеличении напряжения на выходе инвертора 6 (фиг. 2 е) приводят к изменению скорости нарас тания выходного напряжения генераторов 2 и 3. При сравнении последовательности пилообразных импульсов с разным наклоном переднего Фронта с постоянным напряжением, поступающим на управляющий вход 19 (фиг. 2 ж), на выходе компаратора 11 (Фиг, 2 з) формируются импульсы напряжения с несимметричной модуляцией по длительности Сигналы на первом (Аиг. 2 и) и втором (фиг. 2 к) выходах триггера 12 также представляют собой модулированные по длительности импульсы.Сигнал с первого выхода триггера 12 поступает на сигнальный вход ключа 8 и первый вход элемента 15, а35 с второго - на первый вход элемента 16 и счетный вход триггера 13, Триггер 13 перебрасывается с каждым положительным перепадом сигнала на вто ром выходе триггера 12. На первом выходе триггера 13 (Фиг. 2 л) Формируется последовательность прямоугольных импульсов. со скважностью 2 и с периодом, равным удвоенному периоду сигнала источника 1, а на втором (фиг. 2 м) - сигнал, логически иггверсный сигналу на первом выходе. Импульсы с первого выхода триггера 13 поступают на управляющий вход ключа 50 8, а с второго - на вторые входы элементов 15 и 16. Ключ 8 открывается во время действия импульсов с первого выхода триггера 13 и пропускает на вход интегратора 10 сигнал с пер вого выхода триггера 1 2, в результате на входе интегратора 10 формируется сигнал (Аиг. 2 н), совпадающий с сигналом с первого выхода триггера 52 612 во время действия импульсов с пер" вого выхода триггера 13 и равный нулю в паузах между этими импульсами.При наличии импульсов на втором выходе триггера 13 на выходе элемента 15 и управляющем входе ключа 9 формируется сигнал "1" (фиг. 2 о) в промежутки времени, когда напряжение на первом выходе триггера 12 положительно, а на выходе элемента 16 и входе формирователя 18 (фиг. 2 п) Аормируется сигнал "1" в промежутки времени, когда это напряжение отрицательно.По передним фронтам импульсов с выхода элемента 16 формирователь вырабатывает короткие импульсы выборки, которые поступают на управляющий вход блока 17 (Аиг. 2 р)Во время действия импульсов с выхода элемента 15 ключ 9 замкнут, выход интегратора 10 подключен к шине нулевого потенциала и сигнал на его выходе (Аиг. 2 с) равен нулю. В паузах между импульсами с вьгхода элемента 15 ключ 9 разомкнут и на выходе интегратора формируется сигнал, пропорциональный интегралу сигнала на его входе. В промежутки времени, когда сигнал на входе интегратора 10 отрицателен, сигнал на его выходе линейно спадает, когда сигнал на входе положителен, сигнал на выходе линейно нарастает, а когда сигнал на входе равен нулю, сигнал на выходе остается постоянным (Фиг. 2 с). В результате за два периода сигнала источника происходит следующее. В течение одного периода сигнал на выходе интегратора 10 становится равным среднему значению сигнала на выходе 20 за период, затем в течение промежутка времени, соответствующего импульсу с выхода элемента 16, остается по" 1стоянным, а затем в течение промежутка времени, соответствующего импульсу с выхода элемен".а 15, интегратор 10 обнуляется (Аиг, 2 с). Далее цикл повторяется.Сигнал с выхода интегратора 10 поступает на сигнальный вход блока 17. За время действия импульсов выбор. ки, поступающих с выхода формирователя 18 (Фиг. 2 р), сигнал, равный среднему значенно сигнала с выхода 20 за период, запоминается блоком 17 и хранится на его выходе до поступления очередного импульса выборки. При по 1582152 8отуплении очередного импульса выборки в блок 17 поступает новое уточненНое среднее за период значение сигнала на выходе 20.Выходной сигнал блока 17 (Фиг,2 т), равный среднему за период значению сигнала с выхода 20, модулируется клюЧом 7 (Фиг. 2 у) и поступает на второй вход сумматора 4, где суммируетя с учетом знака с сигналом источйика,1. Напряжение с выхода сумматоа 4 (в данном случае уменьшенное по уровню) подается на вход инвертора" б,результате выходное напряжение инвертора 6 регулируется до соответствия с выходным напряжением источника 1В результате перечисленных регулировок на выходе 20 йормируется симметричное прямоугольное напряжение.В управляемом Фазовращателе вреди установления сигнала на выходе блока 17 не превышает 2-3 периода сигнала источника 1, что существен но повышает быстродействие управляемого Фазовращателя (в прототипе 40-50 периодов сигнала источника). 20 Формула изобретения З 0 Управляемый йазовращатель, содер)кащий источник напряжения прямоуголь 1 ой йормы, инвертор, компаратор, йва генератора пилообразного напря 1 кения, два сумматора, первый триггер со счетным входом, первый выход которого является выходом йазоращателя, первый электронный ключ ф и блок установки в исходное состоя ние, в котором выход источника напряжения прямоугольной Формы соединен с входами первого генератора пилооб-разного напряжения и блока установ,ки в исходное состояние, управляющим входом первого электронного ключа и первым входом первого сумматора,соединенного своим вторым входом свыходом дервого электронного ключа,а выходом через инвертор - с входомвторого генератора пилообразного напряжения, выходом соединенного с вторым входом второго сумматора, соединенного своим первым входом с выходом первого генератора пилообразногонапряжения, а выходом- с первымвходом компаратора, второй вход которого является управляющим входом фазовращателя, а выход соединен сосчетным входом первого триггера,установочный вход которого соединенс выходом.блока установки в исходноесостояние, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второйтриггер со счетным входом, второйи третий электронные ключи, интегратор, два элемента И, блок выборкихранения и Формирователь импульсоввыборки, прямой выход первого триггера со счетным входом соединен с сигнальным входом второго электронногоключа и первым входом первого элемента И, а инверсный - с первым входом второго элемента И и счетнымвходом второго триггера, соединенного своим прямым выходом с управляющим входом второго электронного ключа, а инверсным - с вторыми входамипервого и второго элементов И, входинтегратора соединен с выходом второго электронного ключа, а выход -с сигнальными входами блока выборкихранения и третьего электронного ключа, соединенного своим управляющимвходом с выходом первого элемента И,а выходом - с шиной нулевого потенциала, управляющий вход блока выборки-хранения соединен с выходом Формирователя импульсов выборки, соединенного своим входом с выходом второго элемейта И, а выход - с сигнальнымвходом первого электронного ключа.1582152 оставитель М, Катановехред Л.Сердюкова Редактор Л, Пчолинска Корректор М. По Под пис прн ГКНТ ССС Производственно-иэдател комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10ОН Заказ 2087ВНИИПИ Госуд твенного комитета по 113035, Москва, Жобретениям и открыти Раушская н , д, 4/