Устройство управления ферритовым фазовращателем

Устройство управления ферритовым фазовращателем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова - но при построении фазированных антенных решеток с ферритовыми фазовращателями , магнитный материал которых имеет прямоугольную петлю гистерезиса . Целью изобретения-явл гется повышение точности установки фазы. Устройство содержит обмотку 1 набора фазы , ,ключи 2 и 6, общую шину 3, шину 4 питания, шину 7 запуска, шину 9 кода управления, шину 10 опорной частоты , обмотку 5 сброса фазы, обмотку 11 обратной связи, интегратор 12, ключ 13 начальных условий, компараторы 14 и 22, триггеры 15 и 21, элемент ИЛИ- НЕ 16 элемент 17 задержки, параллельно-последовательный ключ 18, шины опорного напряжения 19 и сброса 20, шину 23 уровня сброса, резистор 24. Возможность осуществления в устройстве одновременного интегрирования двух напряжений противоположной полярности при малом значении входного/выходного напряжения интегратора по сравнению с интегрирующим напряжением позволяет при незначительном увеличении погрешности в качестве интегратора 12 использовать пассивную интегрирующую RC-цепь, что упрощает устройство . 3 з.п, ф-лы, 5 ил. i (Л 00 00 сл «I гз fo фиг.1

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5!) 4 Н 03 К 5/01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A BTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬ!ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2)) 41)99)9/24-21 (22) 30.06.86 (46) 30.12.88. Бюл. 11 48 (72) А.И.Карташов В.А.Рыжиков, А.С.Соколов и Ю.В.Тимкин (53) 621.373(088.8) (56) Справочник по радиолокации ° Под ред. И.Сколника, Нью-йорк, 1970, пер. с англ. под общ. ред. К.Н.Трофимова т.. 2, Радиолокационные антенные устройства. Под ред. П.И.Дудника — М.: Сов. радио, 1977, с. 249, рис. 51.

Там же. с. 248, рис. 50.,(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ФЕРРИТОВЫИ

ФАЗОВРАЩАТЕЛЕИ (57) Изобретение относится к импульсной 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„„SU„„) 448395 А 1 шение точности установки фазы. Устройство содержит обмотку 1 набора фазы, ключи 2 и 6, общую шину 3, шику

4 питания, шину 7 запуска, шину 9 кода управления, шину !О опорной частоты, обмотку 5 сброса фазы, обмотку 11 обратной связи, интегратор 12, ключ

13 начальных условий, компараторы 14 и 22, триггеры 15 и 21, элемент ИЛИНЕ 16 элемент 17 задержки, параллельно-последовательный ключ 18, шины опорного напряжения 19 и сброса 20, шину 23 уровня сброса, резистор 24.

Возможность осуществления в устройстве одновременного интегрирования двух напряжений противоположной полярности при малом значении входного/выходного напряжения интегратора по сравнению с интегрирующим напряжением позволяет при незначительном увеличении погрешности в качестве интегратора 12 использовать пассивную интегрирующую RC-цепь, что упрощает устройство. 3 s.ï. ф-лы, 5 ил.! 448395

Изобретение относится к импульсной технике z» может быть использова но при построении фазированных антенных решеток с ферритовыми фазовращателями, магнитный материал которых имеет прямоугольную петлю гистерезиса.

Цель изобретения — повышение точности установки фазы.

На фиг.1 приведена электрическая 10 структурная схема предлагаемого устройства управления ферритовым фазовращателем, на фиг,2 — пример выполнения преобразователя кода во временный интервал; на фиг.3 — пример выполнения параллельно-последовательного ключа; на фи".4 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг.5 — то же, в случае выполнения интегратора в виде резистивно- 20 емкостной цепи.

Устройство управления ферритовым фазовращателем (УУФФ) содержит обмотку 1 набора фазы, начало которой через первый ключ 2 соединено с общей шиной 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 преоб- 30 разователя 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 начальных условий и с первым входом первого компаратора 14, второй вход которого соединен с выходом ключа 13 началь- 40 ных условий и с общей шиной 3, выход со входом сброса первого триггера 15, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 16 и с входом управления первого ключа 2, вход ус- g5 тановки 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 уп- 50 равления параллельно-последовательного ключа 18, выход которого соединен с концом обмотки 1! обратной связи, первый и второй входы — соответственно с шиной 19 опорного напряжения и с общей шиной 3, шина 20 сброса соединена с входом установки второго триггера 21, выход которого соединен с 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-HE 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.3) 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 макси1448395 мального значения фазы, определяемой при проектировании системы.

В случае использования интегратора 12 на базе операционного усилителя или другого, обладающего хорошей памятью, и при наличии в системе управления лучом достаточного времени для преобразования кода во временной интервал, в качестве запоминающего фазу устройства может быть использован интегратор 12, при этом во всей системе управления лучом достаточно использование одного или нескольких преобразователей 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 без ключа 13 начальных условий. В случае же использования интегратора 12 на операционном усилителе, этот ключ должен быть соединен параллельно интегрирующему конденсатору.

Если быстродействие ключей 2 и 6 велико, что в общем случае желательно, то для исключения выхода их иэ строя из-эа больших величин ЭДС самоиндукции, необходимо принимать известные меры, например, шунтирование обмоток l,и 5 диодно-реэистивными цепями или ввод дополнительных демпферных обмоток с возможным рекуперированием энергии.

Устройство управления ферритовым фазовращателем работает следующим образом.

В исходном состоянии ключи 2 и 6 разомкнуты, ключ 13 замкнут, ключ 18 соединяет обмотку 11 с шиной 3, на шину 10 поступают импульсы тактовой частоты, в преобразователь 8 (в регистр 25) записан код требуемой установки фазы, при этом в ферритовом фаэовращателе образующем с обмотками

1,5 и 11 общую магнитную систему, запомнено предыдущее значение фазы.

После появления на шине 20 импульса 31 сброса на выходе триггера 21 появляется напряжение 32, отпирающее ключ 6. Через обмотку 5, ключ 6 и резистор 24 появляется нарастающий по мере достижения насьпцения ферритовым фазовращателем ток, который создает падение напряжения 33 на резисторе

24. В MQMeHT равенства укаэанного напряжения 33 напряжению 34 на шине

25 срабатывает компаратор 22, выходной сигнал 35 которого возвращает триггер 2! в исходное положение, при этом ключ 6 запирается. Изменением напряжения 34 на шине 23 (изменением уровня сброса, т.е. степени насьпцения ферритового фазовращателя)

10 можно учитывать трансформацию формы петли намагничивания материала ферритового фазовращателя при изменении условий эксгпуатации, например температурь1 окружающей среды.

15 После сброса фазы возможен запуск элементов набора фазы, который может быть организован введением формирователя импульсов между выходом триггера 21 и шиной 7. Однако с учетом

20 того, что время сброса фазы может колебаться в достаточно широких пределах, в системе управления лучом может оказаться целесообразным принудительный переход к набору фазы всеми

25 фаэовращателя m. До появления импульса Зб на шине 7 в регистр 25 преобразователя 8 по шинам 9 должен быть занесен код значения устанавливаемой фазы. После появления на шине 7 им30 пульса 36 запуска на выходе преобразователя 8 формируется импульс 37, длительность 38 которого пропорциональна величине кода, поступившего на шины 9. При этом размыкается ключ

13. а при,помощи ключа 18 шина 19 через обмотку 11 соединяется с входом интегратора 12, выходное напряжение

39 которого нарастает со скоростью, пропорциональной величине нацряжения

40 на шине 19. В общем случае задержка

40 в элементе 17 может превьппать длительность 38 импульсов 37 на выходе преобразователя 8; при этом выходное напряжение 39 интегратора 12 нараста45 ет до некоторого значения и начинает уменьшаться с появлением импульса 43 на выходе триггера 15, что приводит к отпиранию ключа 2 и появлению на обмотке ll ЭДС обратной связи, прило50 женной к входу интегратора 12 через ключ 18, соединяющий конец обмотки 11 с шиной 3. В этом случае необходимо исключить возможность отпирания ключа 13, например, обеспечивая соответб5 ствующую задержку между окончанием импульса 37 и началом импульса 41, подавая такой сигнал на дополнительный вход элемента 16. Однако такой режим работы устройства не обеспечи1448395

50 вает 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- 10 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- 15 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- 20 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 . 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- 40 ле окончания импульса 37 к входу интегратора 12 оказывается подключенным лишь ЭДС обмотки 11, что приводит к быстрому изменению напряжения 39 до нулевого уровня: появившийся на 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 пассивную интегрирующую RC-цепь, временные диаграммы выходного напряжения 39 интегратора 12 для этого случая (с учетом сказанного о соотношении величин напряжений) приведены на фиг ° 5.

Формула и з обретения

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, первый 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 шинами кода управления, тактовый вход — с шиной опорной частоты, выход — с входом управления napar;. åëüíñ-последовательного ключа и с вторым входом элемента ИЛИ-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 с входом управления второго ключа„

1448395

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.1 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.

Составитель В. Чижиков

Редактор Т. Парфенова Техред N.Äèäûê Корректор Э.Лончакова

Заказ 6851/55 Тираж 929 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4