Широкодиапазонный кодоуправляемый фазовращатель

Широкодиапазонный кодоуправляемый фазовращатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к фазометрической технике и предназначено для кодового управления фазовым сдвигом узкополосного сигнала. Цель изобретения - повышение точности установки значений фазовых сдвигов В фазовращателе производится непрерывная коррекция величины фазового сдвига в зависимости от периода входного сигнала, который изменяется и регистрируется в счетчиках 5 и 6 импульсов, информация с котопых поочередно переписывается в регистр 14, управляющий фазосдеигающим элементом 15 Выходной сигнал фазов ращателя снимается с выхода аналогового сумматора 22 Фазовращатель дополнительно содержит формирователи 1. 7, 8 9 и 10 импульсов ключи 3 и 4, генератор 11 импульсов, схемы ИЛИ 12, коммутатор 13 дешифратор 16 квадрата, синусно-косинусные преобразователи 17 и 18 цифровых кодов , аналоговый коммутатор 19 синусно-косинусные перемножающие цифроа на лотовые преобразователи 70 и 21 аналоговые инверторы 23 и 24 2 ил (Л С

СОЮЗ СОВЕТЧКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 R 25/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4494242/21 (22) 14,10.88 (46) 15.03.91. Бюл. ¹ 10 (71) Конструкторское бюро "Шторм" при Киевском политехническом институте им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Е.К. Батуревич, В.Д. Кудрицкий, А.С, Милковский и В.Н. Шпилька (53) 621.317.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1051453, кл. G 01 R 25/04, 1982, (54) ШИРОКОДИАПАЗОННЫЙ КОДОУПРАВЛЯЕМЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к фаэометрической технике и предназначено для кодового управления фаэовым сдвигом узкополосного сигнала. Цель изобретения — повышение точности установки значений фазовых сдви„„Я „„1635146 А1 гов. В фаэовращателе производится непрерывная коррекция величины фазового сдвига в зависимости от периода входного сигнала, который изменяется и регистрируется в счетчиках 5 и 6 импульсов, информация с котовых поочередно переписывается в регистр 14, управляющий фазосдвигающим элементом 15. Выходной сигнал фазовращателя снимается с выхода аналогового сумматора 22. Фазовращатель дополнительно содержит формирователи 1, 7, 8, 9 и

10 импульсов, ключи 3 и 4, генератор 11 импульсов, схемы ИЛИ 12, коммутатор 13 дешифратор 16 квадрата, синусно-косинусные преобразователи 17 и 18 цифровых кодов, аналоговый коммутатор 19, синусно-косинусные перемножающие цифроаналоговые преобразователи?О и 21, аналоговые инверторы 23 и 24, 2 ил

16351 16

Изобретение относится к фазоизмерительной технике и йредназначено для кодового управления фазовым сдвигом узкополосного сигнала.

Цель изобретения — повышение точности установки значений фазовых сдвигов между входным и выходным напряжениями в широком диапазоне частот, На фиг. 1 изображена схема предлагаемого фазовращателя; на фиг. 2 — onvl< иэ возможных вариантов выполнения фазосдвигающего элемента.

Фазовращатель состоит из фаэо1эе<улятора с цифровым управлением параметрами его коэффициента переда <и и

f1ðåобразователя текущих а!<а <å<«<é длительности и риода входного сигн:I la в цировой Ko <. Последний в<.лючает формироваге ь 1 импульсов. вход которого связан со входом широкодиапазо«но<о кодоуправляемого фазовра<дателя, а выход подключен к счетному триггеру 2. К каждому из обоих выходов (прямо<лу и инверсному)

2 I ð<<ãfåða подключены идентичные < <ñì

2. счетчик 5, соединенный через ключ 3 с прямым выходом триггера 2, обнуляется каскадно связанными между собой формирователями 9 и 10, подсоединенными к инверсному выходу триггера 2.

Кроме того, в состав преобразователя текущ.<х значений длительности периода входно<о сигнала в цифровой код входят элементы, являющиеся общими для обоих схем кодирующего преобразования. К <<

5 и 6. Один иэ выходов триггера 2 подсоединен к управляющему входу коммутатора 13, а выходные разряды последнего подключены к одноименным разрядам регистра 14, вход записи которого подключен к вь<ходу схемы ИЛИ 12. Входь< схемы ИЛИ 12 соеди5

45 нены с цепями, связывающими между собой каскадно соединенные формирователи 7 и

8, а также формирователи 9 и 10.

Выходы регистра 14 являются выходами преобразователя текущих значений длительности периода входного сигнала в цифровой код, Они поразрядно подсоединень< к цифровым входам фазосдвигающего элемента 15, являющегося составной частью фазорегулятора с цифровым управлением параметрами его коэффициента передачи.

B состав этого фазорегулятора входят: элементы цифрового управления квадратурных компонент сигнала, включающие в себя дешифратор 16 квадранта и синуснокосинусные преобразователи 17 и 18 цифровых кодов; цифроаналоговые устройства: элемент

15, аналоговый коммутатор 19 и синусно-косинусные перемножающие цифроаналоговые преобразователи (ПЦАП) 20 и 21, аналоговые элементы: сумматор 22 и аналоговые инверторь< 23 и 24

Все элементы, осуществляющие цифровое управление квадратурными компонентам<1 ??????><ала, своими входами поразрядно подключены к кодовой шине задаваемого фазового сдвига р. Выходи этих элементов связàl<ы с цифровыми входами цифроанало<овых устройств. Так, выходы дешифратора

16 соединены со входами цифрового управления ко<лмутатором 19, групповые выходы синусного преобразователя 17 поразрядно подсоединены к цифровым входам ПЦАП 20

cIll<óñ«îãо канала, групповые выходы коси«ус«о<о преобразо«ягеля 18 поразрядно подключены к цифрови<л входам ПЦАП 21 косинусного канала.

Коммутатор 19 имеет четыре аналоговых входа, два аналогo<3blx выхода S и С и позволя ..т устанавливать I

naplIaIITa подклю <ения входов к выходам.

При

Вход широкодиапазонного кодоуправляемого фазовращателя подключен к первому входу коммутатора 19 непосредственно, к второму входу — через инвертор 23, а к третьему входу — через элемент 15. Кроме того, выход элемента 15 связан с инвертором 24, который подключен своим выходом к четвpðòoë<ó входу коммутатора 19. Выходы

С и S коммутатора 19 подсоединены к входам ПЦАП 20 и 21 косинусного и синусного квнл<юв с«от ве <стве«но. Выходы послед1635146 (><х „ i;„t

Т

То )о

Посредством коммутатора 13 выходные коды Ng u Np счетчиков 5 и 6 поочередно подаются на регистр 14. Коммутация осуще: тсляется так, что во время подсчета импульсов одним из счетчиков на регистр 14 подается код, соответствующий длительности предыдущего периода входного сигнапВ, зафиксированный в другом счетчике, и наоборот. Управление коммутатором 13

i<:x соединень: с сумл<этором 22, выход которого явпяе<ся выходом фазовращателя.

Фаэовращатель работает следующим образом.

Входной узкополосный си> нал 5 (.4, = U (t) sin Ф (t), где Ф(1) =т<>с+ p(t), подается на формирователь 1, осуществляющий усиление сигнала и ограничение его>эуровнях,,характерных для логических 10 уровней выбранного типа элементной базы, На выходе формирователя 1 получают напряжение прямоугольной формы со скважностью, равной двум. длительность период:< которого равна текущел<у эначе- 15 нию д;итепьности периода входного узкополосно о сигнала. Параметры выходного напряжения форл<ирователя 1 не зависят от уровня входного напряжения и глубины его амплитудной модуляции. 20

ЭтИ<1 ><аПряжЕНИЕМ ЗаПуСКаЕтея трИГ>ер 2 по счетному входу. Осуществляя деление частоты нэ двэ, триггер 2 нэ своих парафг.-<ных выходах поочередно формирует импуп»> ьi, ампли<уда которых соответст- 25 вует уровню lol ической ед«ницы, а длительно: r>. равна длительнос>и текущего

ПЕРИОДЭ ВХОДНОГО УЗКОПОЛОСНО>О С><ГНЭЛЭ.

Парэ > Ba!<>.,Ie выходные импульсы триггера 2 поочередно открывают ключи 3 и 4 по 30 первым входам. На вторые входы кл>очей 3

«4 подается импульсное напря>кение от генератора 11 с нормирова» о>1 дл«тельностью периода Г„. При этом предполагается, что на любом участке рабочего диапазона 35 час<оc нормированная дли<ел>,ность периода нэпряжения ге><ерэторэ 11 будет нэмного меньше длителы<осги периода сигнала, т.е. T>ю I o. Поэтому на выходах ключей

3 и 4 поочередно образуются пачки, эапол- 40 ненные импульсами с нормированной длительностью периода То.

C«ere»xI»1 6 поочередно осуществля;от подсчет количества импульсов в каждой пачке. Это количество определяется теку- 45 щим, I -ым дискретным значением длительности периода входного сигнала; осуществ IRBTcn одним из вЫходныx напряжений триггера 2.

Формирователи 7 и 9 запускаются фронтами парафазных выходных chill нэпов триггера 2, совпадающих по времени с моментами окончания пачек импульсов нэ выходах ключей 3 и 4. Они генерируют импульсы, длительность т7 и тд которых в несколько раз превышает время r>an задержки прохождения импульсов в счетчиках 5 и б, а так>ке коммутаторе 13. в то же время длительность импульсов г; (т i) ос гэе тся намного меньшей минимальной длительности периода входного сигнала Т> х„1. тз-<л « тт (тв) « Твхп л .

Каждый из сформированных импульсов, проходя через схему ИЛИ 12, своим спадом осуществляет запись в регистр 14 кода того счетчика, который закончил подсчет импульсов в пачке.

Отличительной особенностью формирователей 8 и 10 является задержка их фронтов относительно запускающего спада импульсов генерируемых форм«рова<елями 7 и 9 на интервал времени, превышаю>ц><й время необходимое для записи информации в региг<р 14 Такач задержка необходима для обеспечения естественного порядка работы квантующих преобразователей дп>1<ельности периода в цифровой код, т.е. обнуление счетчиков 5 и 6 должно происходить после того. как зафиксирован ныи в них код буде< занесен в регистр 14.

Форм«рова>ели 8 и 10 генерирую импульсы нормированной амплитуды, длительность которы> намного превышает длительность пс репэдэ (фронта гф или спаДа tcn). хэРак<еpнyiо ДлЯ выбРанного типа элементной базы чем обеспечивается надежное обну iе>iиe счетчиков 5 и 6. В то же время дл«Tельность этих импульсов тв (z

< (т10) « To>min .

Таким образол<, каждый из каналов к;дирующего преобразования длительности периода в цифровои код работает по замкнутому циклу: время — импульсное кодирование, протекающее одновременно с подсчетом импульсов, переключение коммутатора 13. перепись информации в регистр 14, обнуление счетчиков 5 I< б, пауза, время-импульсное кодирование с подсчетом импульсов, вкл>очение кол<л<утатора 13 и т.д. Несмотря на то, что длительность импульсов, генерируемых формирователями 7 и 9 и 8 и 10 стабильна во время. длительность всего цикла задается входным сигна1885148 лом it р вна длительности двух его соседних периодов. I(икл одного lla кан I/10B кодиру>ощего праоГ>разован)!я с>лещен по 0THol(IQни>о к другому каналу на время, равное дли тел)а<ос(и одного периода входного сиг- 5

> Ia/1а.

В итоге и ре(истра 14 к цифровым входал1 элемента 15 подается цифровой код, иропорц(>онлльный длительности заверш.>вшегося к дл>(ному моменту времени пе- 10 риода входного сигнала. Э тот код обновляется после завершения каждого очеред (о(о периода входного c«(нала.

Вар(<аи) реализации элемента 15. ирсдсгавпенны<(i!a (llltã. 2, В>./TI0<<,<е! .<>Г» Оиа (5 рацион> ый усилитель с0 с(лн,;>рт><ой

>(епью отри(ta)ельной О(эра(ис>й с(>с ли, c()С1оящей lt", резигтора В of>I>(3T>е)> ду выходол< ус<:>и<с-пя и

ЕГО ИНВСрСНЫМ В(ОДОМ, И MBCLII)r<(>I ОГО рЕ- 20 зистора RH, подключенного между те(л же входол1 усилителя и аналоговым входом элемен)э 15, Крома того, B состав последнего входит фазоэадающая цепь, сос(оящая из коммутируемого набора конденса)ориг, С . 25

D>(ë>oченных между аналоговым Г>кодо.< элег ((. нта I 5 и f!pll;-1ь<м Bxo@(0 < Ol!el;(!L(10ннОГО ус(1/!И>ал>), и резистора В, подключенного

)<а кдy Гсм же (3>(ojtoM ñl<ëèòeë(3>

Коммутация наборов конденсаторов осуществляется при помощи элактринных кл>очей с согласующими усилителями. ти усилители открывa>OT электронные кл>очи при подаче iia их вход уровней логической 85 (.Диниц(! от соот>)егству>ощих разрядов коjta упрэвлен(<я

Коэф 1>ицие> т передачи по Haf>p<3)>(P>it >0 элемен га 15 определяется выраже«lleм

1 + ) ((/ Сх в у

1 — j (/) C. R), К

2 ((.б с. Ву

/>Ф = — лгсщ (/ С . < .у

<., Как следует из выражен:ля дпя (л(,-,, Tf>ебующий<ся квлдратурный фазовый сдвиг

pл при успоги, . (.<(С ву 1 11!1(1 (!) С R> = I 07куд 3 .2 Z тз из котгрого следует, что !<оду/!ь (К„! I при любь<х значениях иараме) ров (!), (.1 и 45

Ry. таК >.a»: 10дуПИ КОМПЛЕКСНЫХ ЛЫрпж .НИй стоящими в <и.". И(епа и:3>l(I!ne>iat(:ne, paei<(i л!ежДу сnо<)1!. (I)<330()t(и <.:jl".<1Г )>,- f3«Оси— мый эпамен) сил 15>, оиредепяе<ся пс; с<)отнишени>о >лежду м><имой ll дейс(ни! ельн;,11

<<аС тл< lИ B (1 (I! ><<жвt<И>! Д/1!I (I(», х

0(,,л

0 (t) Sin,п СОЗ G) (r) ! (1) ei>; () . si>I Ai (!) т„, — =2л. саву

Постоянство квадра(урного фазологп сдвига в широком дилпл)o>ie варилциидлительности периода вход (О> о c>tf <алл пиддерживаа гся в том спу (ле, если l! pll

3T3r teн(!ниях ТВх прОГ(0!)ц<<()!О изл1еHл, <<Т05>> О>ношение

Твх/С или Г(>х/Ву оставалось не< зм(H>it i! <. (4з>вменения параметра С» осуи(ест впя огся дискретным гхпосоГом при пел<и(ц(1 цифроBofo Kojta 1 )у УиРлвланиЯ ио,>Уча(r<0(0 or

Г!реоГзразователя текущих знлчани<1 длительности пер< одэ (<ход> ()I O и алл в:(и1 роной код.

Б хОДной yÇ êîïîë îñ > » и с lt i I alë (ОДл(T!.Я на первый вход ко>,. .<у(л Орл 19 «еиосрадгтBpHlto, на второй вход через фазан«вар(ор

23, на третий вход через ar!crt(.tыЬ pa>or рлвны>ли еди><ице. 1лким обрл им, «л входах коммутлторл 19 фni>t. (>ру>0 Гг(> <с ь;) . орта(о«аль>((,х н(3«р<1)<(«н(1 с: рлг<и и -)л<или yj,;3!.<(.

UI t, — U (t);;i(i (I)(t)

Ь, - (7 (tl З(и ((1> (37 180" );

03 — l! (T) .! f! ("(1) < !) 90 j

0л = >,! Lit) в(и (<З (t) 270 )

В злзисиблосIH о) код (?уи(анлс>I Уп ранла«ll<> H< даШИфрато(15 ls<) ..!>P)QH >И формипуат сигналы уир"-.! л;><(» >.nr.<><ут(<)оpr> .1 19 Г(()>1 это<1 > л >n< .>Hyn«t it<> выхоД С

I< n 1 r", у "< Гl 1 э р а 1 9 I I . р <-> д л i > I ", I ; > B «ë . () (>,. L);, H 0 0

I I >f1 (>II)I!(I! l1P. l I 1 ЛI>r<0 < 0 I!!! I i I) 1 l1ðît>at« IOe з!<;> <ение U . (4a син уг., i!.!, . (>ь .()д S кс«му) а)оГ>а 19 иос(уилс>1 > Bлдг)л) y(I!Oc наиряжаi!L "Г (: (1« (><э Г<с>>Я (Jn. П >ри

ГС.(y/>llpOBr!>1(1((О(OfÎ Сд(1<ГЛ (/ f! Ирадв/I«>! o! 0 /1 э 90 (<.) т- =>хОДах С

l< 5 >;0!, 19! у(.! !> Л()л (! < (<(с(! соот

<)а(ство« <о !« ->рл)< Hil>! Ul (1 01. ст 90 до 180 (;0 =.-./ -- 18(! > нлпряжЕНи.! 0;«0З;

0Т 18" ;i> 2 0 l1l!C! -," -;::70 ) - ><ли(яжб. и<<>) 0z i1 0 ., ot ?70" дo .<8)0 <27(7 - =- E>с) » — > aи()яжа <ия UI и U. ° .

П р(> I>o!:и >)(>11звада >< (> (> уl лл > (3 п (б:Д .1л,):«. пер! Oги квадрата i<,) <ходы П((АП 2(1 i!21 (I0„Tói>a>0ò нл((рч.кения О! ll >л с ()ыхидо>3 . и С К; .1!Лута(С>ОЛ 19. Б><ХОд><>. O «зоря>лв><>1!!

П(("(П 20 и 21, (3! ()лже(!иые через их коэффиц(1(1«! t,! Г(арГ)д(<ч 1, ГООт вe l cт(! .«но рa»H> I

16" 511Б

13ыходное напряжен< . широкодиапаэон <0го кодоупранляемого фаэоврящагеля формируется при помо>ци су>лматоря 22:

UIIh >< 20 0«>хх 21 = U (t) (sin Ip cos

Ф(т)+ cos p sin Ф (t) = U(t) sin (п< t+

+ p(t) )

Формула изобретения

Широкодиапазонный кодоупраеляемый фаэовращатель, содержащий дешифратор квадранта, анало>оный коммутатор, дна преобразователя цифровых кодов, два перемножяющих цифроаналоговых и реобраэонателя, аналоговый сумматор, фазосдвигающий эг<емент и два аналоговых иннертора, и ричем выходы аналогового ком>лутатора связаны с аналоговыми входами перемножающих цифроаналоговых преобразователей, своими ныходами соединенных с входами аналогового сумматора, выход которого является еыходnì фазовращателя, а входы цифрового управления перемножа<ощих цифроаналоговых преобразователей чеоез преобразователи цифровhlх кодов подкл оченhl поразрядно к шине кодового управления фаэоным сдвигол1, подсоединеннои также к дешифратору квадранта, выходы которого связаны с входами управления аналогового коммутатора, причем вход фазоеращателя соединен с первым входом аналогового коммутатора непосредственно, с вторым входом через первый аналоговый иннертор, с третьим входом через фазосдеига<ощий элемент, выход которого через второй аналоговый >лннертор подключен к четвертому

ВХОДУ аналогового коммутатора, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности установки значений фазовых сдвигоF3 >лежду tlxîäí! Iми и ныxîä><û>ëè I яl<ряж»><ил>лv< н широком диапяэоl<е час<От. е нсго еееде><ы первый формирователь имп, >сон три: гер, генератор импульсов, переыи и «то5 рой к;<ючи, первый и второй счет <и и и>л пульсов, цифровой коммутатор, ре> игтр, ВтОрОй и третий, а также <03bpp3bl>l и пятый формирователи ил1пульсов и логи Iec>:a>l схема ИЛИ, причеM вход первого формиронате10 ля импульсов связан с входом фаэовращателя, а его выход подкл<о<е>< к счетному входу триггера, прямой выход которого подсоединен к перно>лу входу перного ключа, к входу обнуления второго

15 счетчика импульсов через последовательно соединенные второй и третий формирователи и>лпульсон и к входу управления цифрового коммутатора. информационные võîäû которого поразрядно соединены с еыходя20 ми первого и второю счетчиков имп ольсон, причем счетный вход последне о связан с выходом второго ключа, второй вход котороIo обьединен с вторым входом первого ключа и подсоединен к генератору ил<пульсон, 25 и><еерсный выход триггера подключен к переому входу второго ключа. и через последовательно соединенные четгертый и пя3>ь<й формирователи импульсов — к входу обнуления первого счетчика импульсов, счетнь<>, 30 вход которого связан с выходом первого ключа, выходы второго и четвертого фор>: и рователей импульсов подсоеди><ены к логическои схеме И 1 х1, выход I:,n<ОРой подключе >. входу записи регистра, инфор35 мационные входы которого поразрядно связаны с выходами цифрового коммутатора. я

ВЫХОДЫ С ОДНОИМЕННЫМИ ЦИфРГ)ВЫМИ ВХОДЯми фазосдвигающего устройства.

1635146

Рыф. с0$6УЙ

Кдд го

+ Т

4ъГ. 2

Редактор А.Ревин

Заказ 755 Тираж 416 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб . 4/5

Прои: в тдс ленно иэдагельский комбинат Патент" r уж прод, ул Гагарина, 101

Входы ца рроЮого ynpad лефая

Составитель А.Орлов

Техред M.ÌoðãåíIàn Корректор О.Ципле