Электронный фазовращатель

(51)5 С 01 К 25/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР В 1354132, кл, С 01 К 25/04, 1986,Авторское свидетельство СССР, У 4 14545, кл. С 01 К 25/04, 1972, (54) .ЭЛЕКТРОННЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться при построении устройств для анализа ча тотных характеристик систем и устройств, моделирующих аналитические функции, а также в фазовых системах автоматического регулирования и калибровки, Цель изобретения - расширение предела электронного регулирования фазы сигнала до 0-3600 прирабочем диапазоне частот до 300 МГц,Цель достигается тем, что в известное устройство введены усилитель-инвертор 2, мультиплексоры 5 и 6, фаэосдвигающие цепочки 7 и 8, блок 13постоянной памяти и цифроаналоговый преобразователь 14, Устройствосодержит также источник 1 входногосигнала, фазосдвигающие цепочки 3 и4, управляемый усилитель 9, сумматор 10, выходную шину 11 и источник12 управляющих напряжений. 3 ил,Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться при построении устройств для анализа частотных характеристик систем и устройств, моделирующих аналитические функции, а также в фазовых системах автоматического регулирования и калибровки,Цель изобретения - расширение предела электронного регулирования .фазы сигнала до 0 - 360 при рабочемо, диапазоне частот до 300 мГц. На фиг,1 приведена функциональнаясхема электронного фазовращателяна фиг,2 - векторные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг.3 -временные диаграммы управляющих напряжений на входе и выходе источника и входе управляемого усилителя,Электронный фазовращатель содержит источник 1 входного сигнала,подключенный к усилителю-инвертору 2,основной, неинверсный выход которогонепосредственно и через фазосдвигающие цепочки 3 и 4, дающие сдвиги на+60 и -60 , подключен к соответствующим сигнальным входам мультиплексоров 5 и б, а инверсный выход усилителя 2 через Фазосдвигающие цепочкио7 и 8, дающие сдвиги на,+60 и -60и непосредственно подключен к остальным соответствующим входам мультиплексоров 5 и 6, Выход мультиплексора 5 непосредственно, а выход мультиплексора 6 через управляемый усилитель 9 подключены к входам сумматора 10, выход которого соединен свыходной шиной 11,Кодовые выходы источника 12 управляющего напряжения через блок 13постоянной памяти подключены к входам управления мультиплексоров 5 и 6,Выходы младших разрядов источника 12управляющего напряжения через цифроаналоговый преобразователь (ЦАП)14 подключены к входу управления усилителя 9.Электронный фазовращатель работает следующим образом.Сигнал от источника 1 входногосигнала поступает на вход усилителя2, имеющего основной и инверсный выходы. На выходах усилителя 2 и выходах, подключенных к усилителю фазосдвигающих цепочек 3, 4, 7 и 8, формируются шесть сигналов, сдвинутыхпо фазе на угол 60 один относитель- о 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 но другого (фиг, 2 а), Сигналы поступают на шесть входов каждого из мультиплексоров 5 и б, Под действием цифрового кода, поступающего на входы управления мультиплексоров 5 и 6, на их выходах образуются два синусоидальных сигнала равной амплитуды со сдвиогом на 120 . Смена цифрового кода на входах управления мультиплексоров 5 и 6 производится последовательно (код равномерно увеличивается или уменьшается от 000 до 101), Соответственно последовательно происходит и подключение входов мультиплексоров к их выходу так, что векторы-сигналы совместно поворачиваются на 60, 120, 180, 240 и 300 , сохраняя взаимный сдвиг фазы 120 (фиг 2 б). Первый из сигналов (вектор А, фиг. 2 а) непосредственно, а второй (сигнал вектора В, фиг.2 а,б) через усилитель 9 с изменяющимся от 0 до К под действием управляющего напряжения коэффициентом передачи поступают на сумматор 10, В результате происходит геометрическое суммирование двух сига налов, сдвинутых по Фазе на угол 120, один из которых может изменять амплитуду под действием управляющего напряжения на входе усилителя 9 (от 0 до П 6 = Пд). Таким образом, на выходе электронного фазовращателя, т,е, на выходе сумматора 10 (выходная шина 11), под действием изменения уровня управляющего напряжения на входе управления усилителя 9 можно получить синусоидальный сигнал, сдвинутый относительно входного на угол от 0 до +60 , Следует отметить, чтоонеравномерность амплитуды выходного сигнала в диапазоне изменения фазового сдвига 0 - 60 под действием, например, линейно изменяющегося управляющего напряжения, не будет превышать 15%.Для поворота входного сигнала (вектор А, фиг, 2) на угол, например 60 - 120 (вектор Б - Г, фиг,2 а, в) необходимо увеличить цифровой код на входах управления мультиплексоров 5 и 6 (сменить двоичный код 000 на 001, фиг,З), При этом на выходе мультиплексора 5 будет сформирован сигнал постоянной амплитуды У(вектор Б, фиг,2 а, в), а на выходе мульти- плексора 6 сигнал Ц г (вектор Г, фиг.2 а, в), амплитуду которого можно изменять аналогично вышеописанному10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 от 0 до ППе, Гледует отметить р что при повороте входного сигнала (вектор А, фиг.2 а, б, в) как на угол 0 - бй,так и на угол 60 - 120 , необходимо использовать одинаковое управляющее напряжение (фиг.Зб), подводимое к входу управления усилителя 9 (закон изменения управляющего напряжения остается неизменным при поФ вороте входного сигнала на углы 0-60 60-120 о 300 360 )Для поворота входного сигнала (вектор А, фиг, 2) на углы 120-180, 180- 240 , 240-300 , 300-360 , очевидно необходимо увеличивать значение циф" рового кода на входах управления мультиплексоров 5 и 6, т.е, последовательно устанавливать 001, 010101 (фиг. За). При этом на выходе мультиплексора 5 будут последовательно во времени формироваться сигналы постоянной амплитуды Псоп, представленные векторами В, Г, Д, Е на фиг.2, а на выходе мультиплексора б - соответственно сигналы, представленные векторами Д, Е, А, Б на фиг.2, амплитуда которых изменяется аналогично вышеописанному при каждой смене кода от 0 до ПсоавПусть для поворота входного сигнала на угол от 0 - 60 на входахоуправления мультиплексоров 5 и 6 необходимо иметь код 000, а на входе управления усилителя 9 иметь управляющее напряжение, изменяющееся от 0 до Па, . В этом, случае с выхода источника 12 управляющего напряжения на вход блока 13 и ЦАП 14 подают цифровой код, соответствующий десятичным числам от 0 до 60 . Поступающий на вход ЦАП 14 цифровой код преобразуется в управляющее напряжение (фиг. Зб). При этом устанавливается определенной величины коэффициент передачи усилителя 9 и соответственно определенной величины сигнал на входе сумматора 10 (величина изменяющегося вектора фиг, 2 а). Поступающий на вход блока 13 цифровой код (фиг. За), соответствующий любому из чисел от 0 до 60 преобразуется в код 000 и подается на входы управления мультиплексоров 5 и 6. При этом на выходах мульти:. плексоров 5 и 6 формируются сигналы, соответствующие векторам А и В. Так как под действием управляющего напряжения, сформированного на вы-,ходе ЦАП 14, сигнал вектора В установится в соответствии с заданным кодом, а сигнал вектора А останется постоянным, то на выходе сумматора 1 О в результате геометрического сложения будет сформирован сигнал, сдвинутый относительно входного на угол диапазона 0 - 60оДля поворота вектора входного сигнала на любой из углов диапазонй 60-120 поступающий на вход блока 13 двоичный цифровой код, соответствующий числу от 60 до 120 , преобразу" ется в код 001 и подается на мультиплексоры 5 и 6, Так как ЦАП 14 своими входами подключен только к младшим разрядам источника 12 управляющего напряжения, на которых может быть сформировано цифровое число, соответствующее только величине чисел 0 - 60 , то очевидно, что приоформировании на выходах источника 12 цифрового кода, соответствующего числу диапазона 60 - 120 , на вьюходе ЦАП 14 будет формироваться конкретная величина аналогового напряжения, соответствующего диапазону"9 ар, макс (фиг. 2 г), При этом на выходах мультиплексоров 5 и 6 формируются сигналы, изображенные в виде векторов Б и Г на фиг,2 а, На выходе усилителя 9 в , входе сумматора 10 уровень сигнала (вектора Г, фиг, 2) устанавливается равным величине,. соответствующей диапазону аналогового напряжения от 0 до Б 9 а, формируемого на выходе ЦАП 14, На втором входе сумматора 10 присутствует постоянный по амплитуде сигнал вектора Б (фиг. 2). Так как между сигналами векторов Б и Г существует сдвиг фаз в 120 , то в результате геометрического сложения двух векторов с разными амплитудами на выходе электронного фазовращателя будет сформирован сигнал, сдвинутый относительно входного на конкретный угол диапазона 60 - 120 о (фиг. 2 в).Очевидно; что при формировании на, выходах источника 12 управляющего напряжения цифровых кодов, соответствующих числам 120 - 180, 180 - 240, 240 - 300, 300 - 360, на выходах блока 13, аналогично вышеописанному, будут формироваться соответственно коды 010, 011, 100, 101, а на выходе ЦАП 14 - аналоговое напряжение соответствующее конкретной величине1661670 А-е Г диапазона О - Б, При этом на выходе электронного Фазовращателя будет Формироваться сигнал, сдвинутый относительно входного на коно кретный угол диапазонов 120 - 180 180 - 240 , 240 - 300 , 300 - 360 ф.Электронный Фазовращатель обеспечивает высокую точность управления фазой сигнала в диапазоне фазовыхРсдвигов от 0 до 360 в рабочем диапазоне частот до 300 мГц. Формула изобретенияЭлектронный Фаэовращатель, содержащий источник входного сигнала, ис,точник управляющего напряжения, сое,диненные входами две Фазосдвигающие цепочки, управляемый усилитель, выходом соединенный с входом суммато,ра, выход которого является выходом фазовращателя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения пределов электронного регулирования сдвига фаз до 360 при сохраненииоширокого диапазона частот, в него дополнительно введены усилитель-ин,вертор, два мультийлексора, третья и четвертая фазосдвигающие цепочки,цифроаналоговый преобразователь иблок постоянной памяти, при этом вы.ход источника входного сигнала соединен с входом усилителя-инвертора,неинвертирующий выход которого непосредственно и через первую и вторую фазосдвигающие цепочки соответственно соединен с первыми тремявходами первого и второго мультиплексоров, а инверсный выход усилителя-инвертора соединен непосредственно и через третью и четвертую 15фазосдвигающие соответственно с другими тремя входами первого и второгомультиплексоров, выход первого мультиплексора соединен с вторым входомсумматора, а выход второго мультиплексора - с входом управляемогоусилителя, кодовые выходы источникауправляющего напряжения через блокпостоянной памяти соединены с входами управления первого и второго 25 мультиплексоров, выходы младших разрядов источника управляющего напряжения через цифроаналоговый преобразователь подключены к входу управления управляемого усилителя.Фиг. ЯСоставитель Ю,Макаревич Редактор Е.Папп Техред С.Мигунова Корректор Н,РевскаяЗаказ 2120 Тираж 413 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-,издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101