Устройство управления ферритовым фазовращателем

Номер патента: 1448395

Авторы: Карташов, Рыжиков, Соколов, Тимкин

ZIP архив

Текст

(5 4 Н 03 К 5/01 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯй А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГННТ СССР,(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ фЕРРИТОВЫМ ФАЗОВРАЩАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к импульс. ной технике и может быть использова но при построении фазированных антенных решеток с ферритовыми фазовращателями, магнитный материал которых имеет прямоугольную петлю гистерезиса. Целью изобретения. является повы 801448395 А 1 шение точности установки фазы. Устройство содержит обмотку 1 набора фазы, ключи 2 и 6, общую шину 3, шину4 питания, шину 7 запуска, шину 9 кода управления, шину О опорной частоты, обмотку 5 сброса фазы, обмотку 11обратной связи, интегратор 12, ключ13 начальных условий, компараторы 14и 22, триггеры 15 и 21, элемент ИЛИНЕ 16 элемент 17 задержки, параллельно-последовательный ключ 18, шиныопорного напряжения 19 и сброса 20,шину 23 уровня сброса, резистор 24.Возможность осуществления в устройстве одновременного интегрирования двухнапряжений противоположной полярности при малом значении входного/выходного напряжения интегратора по сравнению с интегрирующим напряжениемпозволяет при незначительном увеличении погрешности в качестве интеграто"ра 12 использовать пассивную интегрирующую КС-цепь, что упрощает устройство. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении фазированных антенных решеток с ферритовыми фазовращателями, магнитный материал которым имеет прямоугольную петлю гистерезиса.Цель изобретения - повышение точности установки фазы,На фиг.1 приведена электрическая 10структурная схема предлагаемого устройства управления ферритовым фазовращателем, на фиг,2 - пример выполнения преобразователя кода во временный интервал; на фиг.З - пример выполнения параллельно-последовательного ключа; на фиг.4 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства;на фиг.5 - то же, в случае вь 1 полнения интегратора в виде резистивноемкостной цепи.Устройство управления ферритовымфазовращателем (УУФФ) содержит обмотку 1 набора фазы, начало которой через первый ключ 2 соединено с общейшиной 3, конец - с шиной 4 питания.и с началом обмотки 5 сброса фазы,конец которой соединен с выходом второго ключа 6, шину 7 запуска, которая соединена с входом запуска преобразователя 8 кода во временной интервал, кодовые входы которого соединены с шинами 9 кода управления, тактовый вход - с шиной 10 опорной частоты, обмотку 11 обратной связи, начало которой через интегратор 12 соединено с входом ключа 13 начальныхусловий и с первым входом первогокомпаратора 14, второй вход которогосоединен с выходом ключа 13 начальных условий и с общей шиной 3,выходсо входом сброса первого триггера 15,выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 16 и с входомуправления первого ключа 2, вход установки через элемент 17 задержки соединен с входом установки преобразователя 8 кода во временной интервал,выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 16 и с входом управления параллельно-последовательного ключа 18, выход которого соединенс концом обмотки 11 обратной связи,первый и второй входы - соответственно с шиной 19 опорного напряжения ис общей шиной 3, шина 20 сброса соединена с входом установки второготриггера 21, выход которого соединенс входом управления второго ключа 6,вход сброса - с выходом второго компаратора 22. Первый вход которого соединен с шиной 23 уровня сброса, второй вход - с входом второго ключа 6 и с первым выводом резистора 24, второй вывод которого соединен с общей шиной 3, выход элемента ИЛИ-НЕ 16 соединен с входом управления ключа 13 начальных условий.Преобразователь кода во временной интервал (фиг.2) содержит регистр 25 хранения, кодовые входы которого соединены с соответствующими входами преобразователя 8 кода во временной интервал, тактовый вход и вход установки которого соединены соответственно со счетным входом счетчика 26 импульсов и с входом установки триггера 27, выход которого соединен с выходом преобразователя 8 када во временной интервал и с входом сброса счетчика 26 импульсов, вход сброса - с выходом элемента 28 сравнения кодов, первая и вторая группы входов которого соединены с выходами соответственно регистра 25 хранения и счетчика 26 импульсов.Интегратор 12 может быть выполнен в виде интегрирующей резистивно-емкостной цепи, состоящей из резистора 29 и конденсатора 30. При этом обеспечение режима "виртуального интегрирования, осуществляемого практически одновременным подключением к интегрирующей резистивно-емкостной цепи близких по значению и различной полярности источников напряжения, не понижает практически точность устройства.Параллельно-последовательный ключ 18 может быть выполнен (фиг.З) в виде резистора, величина которого должна быть учтена в постоянной времени интегратора 12, когда он интегрирует напряжение с шины 19 и параллельного ключа (относительно общей шины 3).Естественная организация системы управления лучом фазированной антенной решетки подразумевает использование для ее построения одновременно многих устройств управления ферритовым фазовращателем. При этом для всех этих устройств являются общими элемент 17 задержки, счетчик 26 импульсов преобразователя Я кода во временной интервал, а в качестве сигнала сброса счетчика 26 импульсов необходимо испольэовать строб макси 1448395мального значения фазы, определяемойпри проектировании системы,В случае использования интегратора 12 на базе операционного усилителя или другого, обладающего хорошейпамятью, и при наличии в системе управления лучом достаточного временидля преобразования кода во временнойинтервал, в качестве запоминающегофазу устройства может быть использован интегратор 12, при этом во всейсистеме управления лучом достаточноиспользование одного или несколькихпреобразователей 8 кода во временной интервал.,Учитывая, что время интегрирования (время набора фазы) меньше времени, когда устройство находится в исходном состоянии, конкретная реализация устройства часто позволяет обойтись беэ элемента ИЛИ-НЕ 16 и безключа 13 начальных условий. В случаеже использования интегратора 12 наоперационном усилителе, этот ключдолжен быть соединен параллельно интегрирующему конденсатору.Если быстродействие ключей 2 и 6велико, что в общем случае желательно, то для исключения выхода их иэстроя из-эа больших величин ЭДС самоиндукции, необходимо принимать известные меры, например, шунтированиеобмоток 1,и 5 диодно-реэистивнымицепями или ввод дополнительных демпФерных обмоток с возможным рекуперированием энергии.Устройство управления Ферритовымфазовращателем работает следующим образом.В исходном состоянии ключи 2 и 6разомкнуты, ключ 13 замкнут, ключ 18соединяет обмотку 11 с шиной 3, нашину 10 поступают импульсы тактовойчастоты, в преобразователь 8 (в регистр 25) записан код требуемой установки фазы, при этом в ферритовомФаэовращателе образующем с обмотками1,5 и 11 общую магнитную систему, запомнено предыдущее значение фазы,После появления на шине 20 импульса 31 сброса на выходе триггера 21появляется напряжение 32, отпирающееключ 6. Через обмотку 5, ключ 6 и резистор 24 появляется нарастающий помере достижения насьпцения ферритовымфазовращателем ток, который создаетпадение напряжения 33 на резисторе24. В момент равенства укаэанного напряжения 33 напряжению 34 на шине25 срабатывает компаратор 22, выходной сигнал 35 которого возвращаеттриггер 2 в исходное положение,при этом ключ 6 запирается. Изменением напряжения 34 на шине 23 (изменением уровня сброса, т.е. степенинасьпцення ферритового фазовращателя) 10 можно учитывать трансформацию Формыпетли намагничивания материала Ферритового фазовращателя при измененииусловий эксплуатации, например температурь 1 окружающей среды.15 После сброса фазы возможен запускэлементов набора фазы, который можетбыть организован введением формирователя импульсов между выходом триггера 21 и шиной 7. Однако с учетом 20 того, что время сброса фазы можетколебаться в достаточно широких пределах, в системе управления лучом может оказаться целесообразным принудительный переход к набору фазы всеми 25 фаэовращателяьп. До появления импульса 36 на шине 7 в регистр 25 преобразователя 8 по шинам 9 должен быть занесен код значения устанавливаемойфазы. После появления на шине 7 им пульса 36 запуска на выходе преобразователя 8 формируется импульс 37,длительность 38 которого пропорциональна величине кода, поступившегона шины 9. При этом размыкается ключ13. а при,помощи ключа 18 шина 19 через обмотку 11 соединяется с входоминтегратора 12, выходное напряжение39 которого нарастает со скоростью,пропорциональной величине нацряжения 40 на шине 19. В общем случае задержка40 в элементе 17 может превьппать длительность 38 импульсов 37 на выходепреобразователя 8; при этом выходноенапряжение 39 интегратора 12 нараста ет до некоторого значения и начинаетуменьшаться с появлением импульса 41на выходе триггера 15, что приводитк отпиранию ключа 2 и появлению наобмотке 11 ЭДС обратной связи, прило женной к входу интегратора 12 черезключ 18, соединяющий конец обмотки 11с шиной 3. В этом случае необходимоисключить возможность отпирания ключа 13, например, обеспечивая соответбб ствующую задержку между окончаниемимпульса 37 и началом импульса 41,подавая такой сигнал на дополнительный вход элемента 16, Однако такойрежим работы устройства не обеспечи 1448395вает достижения предельного быстродействия.Для достижения предельного быстродействия целесообразно производить одновременно преобразование кода требуемой установки Фазы во временной интервал 38 при помощи преобразователя 8 и набор Фазы в ферритовом Фазовращателе путем подключения обмот ки 1 через ключ 2 к шине 4. Однако указанные процессы требуют некоторого разнесения во времени, что обеспечивается наличием элемента 17, Действительно, в исходном состоянии напря жения на входах компаратора 14 разны между собой. При этом выходное напряжение компаратора 14 имеет вид "звона" (поз .42 на Фиг:4)Введение же некоторой задержки 40 позволяет нап ряжению 39 на выходе интегратора 12 достичь некоторого порогового уров-. ня, при котором выходное напряжение компаратора 14 принимает устойчивое значение (поз.43 на Фиг.4). После 2 В включения ключа 2 к входу инте.ратора 12 до момента окончания импульса 37 оказываются приложенными два близких по величине, но противоположной полярности напряжения: напряжение с 30 шины 19 и напряжение с обмотки 11, Таким образом осуществляется практически идеальное суммирование двух напряжений, Для обеспечения работо - способности устройства с-точки зрения помехоустойчивости выходное напряжение 39 интегратора 12 в процессе указанного интегрирования двух напряжений не должно стать ниже порога помехоустойчивости компаратора 14, Пос ле окончания импульса 37 к входу интегратора 2 оказывается подключен" ным лишь ЭДС обмотки 11, что приводит к быстрому изменению напряжения 39 до нулевого уровня: появившийся на 45 выходе компаратора 14 перепад напряжения (поз.44 на фиг,4) приводит к возврату всего устройства в исходное состояние. Возможность осуществления в устройстве практически одновременного интегрирования двух напряжений противоположной полярности при мапом зна" чении выходного напряжения интегратора по сравнению с интегрирующим, напряжениями (10-20 ИВ по сравнению с 10 В) позволяет при незначительном увеличении погрешности, но при сущестзенном упрощении в качестве интегратора 12 использовать пассивнуюинтегрирующую ЕС-цепь, временные диаграммы выходного напряжения 39 интегратора 12 для этого случая (с учетомсказанного о соотношении величин напряжений) приведены на фиг5. Формула и з обретения1, Устройство управления Ферритовым Фазовращателем, содержащее обмотку набора Фазы, начало которой соединено через первый ключ с общей шиной, конец " с шиной питания и с началом обмотки сброса фазы, конец которой соединен с выходом второго ключа, шину сброса и шину запуска, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности установки фазы, в него введены преобразователь кода во временной интервал, шины кода управления, шина опорной частоты, первый и второй триггеры, первьа и второй компараторы, параллельно-последовательный ключ, интегратор, ключ начальных условяй, элемент ИЛИ-НЕ, элемент задержки, шина опорного напряжения, шина уровня сброса, резистор и обмотка обратной связи, начало которой через интегратор соединено с входом ключа начальной установки и с первым входом первого компаратора, второй вход которого соединен с выходом ключа начальных условий и с общей шиной, выход - с входом сброса первого триггера, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ и с входом управления первого ключа, а вход установки через элемент задержки - с шиной запуска и с входом запуска преобразователя кода во временной интервал, кодовые входы которого соединены с панами кода управления, тактовый вход - с шиной опорной частоты, выход - с входом управления параллельно-последовательного ключа и с вторым входом элементаИЛИ-НЕ, выход которого подключен к входу управления ключа начальных условий, выход. параллельно-последовательного ключа соединен с концом обмотки обратной связи, первый и второй входы - соответственно с шиной опорного напряжения и с общей шиной, шина сброса соединена с входом установки второго триггера, выход которого соединен свходом управления второго ключа10 15 20 вход сброса - с выходом второго ком- паратора, первый вход которого соединен с шиной уровня сброса, второй вход - с входом второго ключа и с первым выводом резистора, второй вывод которого соединен с общей шиной.2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что преобразователь кода во временной интервал содержит регистр хранения, кодовые входы которого соединены с-соответствующими входами преобразователя кода во временной интервал, тактовый вход и вход запуска которого соединены соответственно со счетным входом счетчика импульсов и с входом установки триггера, выход которого соединен с выходом преобразователя кода во временной интервал и с входом сброса счетчика импульсов, вход сброса - с выходом элемента сравнения кодов, первая и вторая группа входов которого соединены с выходами соответственно регистра хранения и счетчика импульсов.3. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что интегратор выполнен в виде резистивно-емкостной цепи,4. Устройство по пп. и 2, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что элемент сравнения кодов содержит группу элементов ИЛИ, первые и вторые входы которых соединены с соответствующими разрядами соответственно первой и второй групп входов элемента сравнения кодов, выход - с соответствующими входами многовходового элемента И, выход которого соединен с выходом элемента сравнения кодов.1448395 Составитель В.ЧижиРедактор Т.Парфенова Техред Х,Дидык рректор Э.Лончакова Т ССС водственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,Заказ б 851/5 ВНИИПИ Госуд Тираж 929 По венного комитета по изобретениям 113035, Иосква, Ж, Раушская н л открытиям при д, 4/5

Смотреть

Заявка

4119919, 30.06.1986

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ А-1845

КАРТАШОВ АНАТОЛИЙ ИВАНОВИЧ, РЫЖИКОВ ВАДИМ АЛЕКСЕЕВИЧ, СОКОЛОВ АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧ, ТИМКИН ЮРИЙ ВИКТОРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: H03K 5/01

Метки: фазовращателем, ферритовым

Опубликовано: 30.12.1988

Код ссылки

<a href="https://patents.su/6-1448395-ustrojjstvo-upravleniya-ferritovym-fazovrashhatelem.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство управления ферритовым фазовращателем</a>

Похожие патенты