Устройство автоматической коррекции фазовых искажений в усилительном тракте

Устройство автоматической коррекции фазовых искажений в усилительном тракте

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в приемопередающей аппаратуре импульсных сигналов различного назначения. Цель изобретения 2 повышение быстродействия и точности коррекции . Устройство содержит усилительный тракт 2, имеющий дополнительные выход синхронизации и вход управления фазой, а также направленные ответвйтели 1 и 3, линию 4 задержки, источник 6 опорного напряжения . Цель достигается за счет уменьшения максимального значения отрабатываемой фазовой ошибки благодаря включению в линию 5 связи зондовых датчиков 6 мощности,, выбор которых осуществляется коммутационными ячейками 9, каждая из которых содержит селектор 10 полярности, элемент 11 сравнения и ключ 12, а также сумматор, дополнительный селектор полярностей, второй и первый дополнительные элементы сравнения и элемент ИЛИ. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4750062/09, 4775600/09 (22) 16.10.89 (46) 15.03.92, Бюл. N 10

{71) Научно-исследовательский институт ра-. диофизики им. акад. А.А.Расплетина (72) А.В.Макаров и Ю.E.Øàëäeíêîâ (53) 621.396.662 (088.8) (56) Уманский B,С. Усилительный тракт импульсных передающих устройств СВЧ. — M.:

Сов. радио, 1973, с.65. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ

КОРРЕКЦИИ ФАЗОВЫХ ИСКАЖЕНИЙ В

УСИЛИТЕЛЬНОМ ТРАКТЕ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в приемопередающей аппаратуре импульсных сигналов различного назначения. Цель изобретения—

„„5U„„1720158 А1 повышение быстродействия и точности коррекции. Устройство содержит усилительный тракт 2, имеющий дополнительные выход синхронизации и вход управления фазой, а также направленные ответвители 1 и 3, линию 4 задержки, источник 6 опорного напряжения. Цель достигается за счет уменьшения максимального значения отрабатываемой фазовой ошибки благодаря включению в линию 5 связи зондовых датчиков 6 мощности, выбор которых осуществляется коммутационными ячейками 9, каждая из которых содержит селектор 10 полярности, элемент 11 сравнения и ключ

12, а также сумматор, дополнительный селектор полярностей, второй и первый дополнительные элементы сравнения и элемент ИЛИ. 1 з.п.ф-лы, 2 ил..

1720158

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в приемопере- . дающей аппаратуре импульсных сигналов различного назначения.

Цель изобретения — повышения быстродействия и точности, На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства автоматической коррекции фазовых искажений в усилительном тракте; на фиг, 2 — то же, но при ином выполнении коммутационной ячейки.

Устройство автоматической коррекции фазовых искажений в усилительном тракте содержит входной направленный ответвитель 1, усилительный тракт 2, выходной направленный ответвитель 3, линию 4 задержки, линию 5 связи, зондовые датчики

61 ... 6к мощности, вычитатели 7, источник опорного напря>кения 8 и коммутационные ячейки 9> ...9д, каждая из которых содержит селектор полярностей 10, элемент сравнения 11 и ключ 12, а также сумматор 13, дополнительный селектор полярностей 14, второй и первый дополнительные элементы сравнения 15 и 16 и элемент ИЛИ 17.

Устройство работает следующим образом, Часть мощности входного и выходного (усиленного в усилительном тракте 2) радиосигнала соответственно через входной направленный ответвитель 1 и линию 4 задер>кки и через выходной направленный ответвитель 3 подается с противоположных концов в линию 5 связи. Переходные ослабления в направленных ответвителях 1 и 3 выбраны таким образом, чтобы амплитуды сигналов на концах линии 5 связи были одинаковы, а групповая задержка в линии 4 совпадает с задержкой сигнала в усилительном тракте 2, что при усилении в тракте 2 модулированных радиосигналов обеспечивает идентичности фаз модуляции встречных сигналов в линии 5, В линии 5 связи образуется стоячая волна, и напряжение на выходе Ui-го (1 « l И ) зондового датчика 6 мощности, расположенного в линии 5 на расстоянии xi от выхода ответвленной мощности выходного направленного ответвителя 3, зависит от разности р фаз радиосигналов на выходе и входе усилительного тракта 2

U — — 2 а (1 + cos (— >- xi + у}), 4л где а- одинаковые для всех зондовых датчиков 6 мощности коэффициенты передачи.

При включении усилительного тракта 2 на его синхронизирующем выходе(в качестве которого можно использовать, например, выход делителя напряжения питания усилительных приборов в тракте 2) появляется сигнал, запускающий источник 8 опорного напряжения, На выходе последнего вырабатывается напряжение 2 а, соответствующее среднему напряжению в стоячей

5 волне в линии 5; это напряжение достигается в тех точках линии 5, где крутизна зависимости напряжения от разности рфаз максимальна, Напряжение а источника 8 вычитается

10 в вычитателях 7 из выходного напряжения

UI каждого i-ro датчика 6. а знак получаемой разности определяется в селекторе 10 полярности l-й коммутационной ячейки. Расстояния между зондами 6 в линии 5

15 установлены таким образом, что из всей совокупности датчиков 6 найдется единственная пара датчиков 6 с последовательными номерами, из которых первый выдает напряжение меньше среднего 2 а, а второй— больше него. Пусть это будут датчики 6 (m20 1)-й и m-й, они расположены по разные стороны от точки максимальной крутизны амплитуды стоячей волны в линии 5 и из всех датчиков 6 наиболее близки к этой точке.

25 Итак, в этом случае на выходе (m-1)-го вычитателя 7 напряжение отрицательное, а на выходе m-го — положительное, поэтому у подключенных к их выходам селекторов 10 полярности соответственно (m-1)-го и m-ro

30 коммутационных ячеек сигнал "1" будет соответственно на выходе си нала отрицательной полярности и выходе сигнала положительной полярности. К этим выходам подключены входы элемента сравнения m-й

35 коммутационной ячейки и из всех элементов сравнения только он будет иметь на своем выходе сигнал "1", поэтому в замкнутом состоянии оказывается только ключ 12 m-й коммутационной ячейки. Напряжение

40 U - 2 а с выхода этого ключа 12 подается на вход управления фазой усилительного тракта 2 (этим входом может быть, например, вход управления включенного в тракт управляемого фазовращателя, или вход ви45 деоусилителя, подключенного к замедляющей системе ЛБВ), Усилительный тракт 2 отрабаты ает это напряжение управления, стремясь свести его к нулю. При этом сдвиг фаз между выходным и входным радиосиг50 налами в усилительном тракте 2 поддерживается постоянным и равным с - )

Легко понять, что вышеизложеное рас55 пространяется и на тот случай, когда напряжение на всех датчиках 6, кроме первого, меньше 2 а, — тогда m = 1, В устройстве по фиг, 1 для формирования управляющего на1720158 онной ячейки 9, Сигнал с выхода элементов 55

15 и 16 через элемент 17 ИЛИ поступает на управляющий вход ключа 12 и замыкает его . в единственной I-й коммутационной ячейке 9, пряжения. подаваемого на вход управления фазой усилительно о тракта, используется тот из зондовых датчиков мощности, который расположен на восходящем участке стоячей волны в линии связи и из всех датчиков впервые превосходит по напряжению выходного сигнала среднее напряжение в стоячей волне. Поэтому этот датчик расположен наиболее близко к точке максимальной крутизны стоячей волны (а следовательно, и к точке, в которой обеспечиваются наибольшие быстродействие и точность) со стороны напряжений, выше среднего. Вместе с тем, предыдущий (no номеру) зондовый датчик мощности может оказаться в точке с напряжением ниже среднего, однако более к нему близким и поэтому оптимальным для формирования сигнала управления.

Выход элемента сравнения 11 m-й коммутационной ячейки соединен с первыми входами первого и второго дополнительных элементов сравнения 15 и 16, и, значит, из всех элементов 15 и 16 сигнал "1" на их выходе может появиться только o m-м коммутационной ячейке., причем лишь у одного из этих элементов, а какого именно -зависит от знака напряжения на сумматоре 13, определяемого в дополнительном селекторе 14 полярности, выходы которого соответственно к вторым входам элементов 15 и 16.

В сумматоре 13 m-й коммутационной ячейки 9 складываются разности Um-> - 2 a < 0 и

0 -2а >О, а знак суммы определяется тем, какая из этих разностей меньше по абсолютной величине, напряжение какого из датчиков 6 (m-1)-го или m ro ближе по модулю к среднему в стоячей волне, т.е., который из них находится максимально возможно близко к точке максимальной крутизны зависимости напряжения на датчике 6 от разности фаз.

Если это (m-1)-й датчик 6, то напряжение на выходе сумматора 13 m-й коммутационной ячейки 9 положительное и "1" появится на выходе первого дополнительного элемента сравнения 16 m-й коммутационной ячейки 9, первый вход которого подключен к выходу положительной полярности дополнительного селектора 17 полярности этой коммутационной ячейки 9. Если напряжение m-го датчика 6 ближе по модулю к среднему 2 а, то аналогичным образом

"1" будет на выходе второгодополнительного элемента сравнения 15 И m-й коммутаци5

50 где! = m-1, если IU - 2а I < Um+! - 2a) и 1 = m, если I Um 2 а I > I 0m+1 - 2 а I, так как выход первого дополнительного элемента 16 m — й.коммутационной ячейки 9 соединен с элементом ИЛИ 17 (m-1)-й коммутационной ячейки 9, а выход второго элемента 15 m-й коммутационной ячейки 9 — с элементом ИЛИ 17 этой же ячейки.

Таким образом, I-й зондовый датчик 6 мощности находится в линии 5 связи в точке, максимальной из всех датчиков 6 крутизны зависимости своего выходного напряжения от стабилизируемого сдвига фаз. Замкнутый управляемый ключ 12 I-й коммутационной ячейки 9 обеспечивает подачу на вход управления фазой усилительного тракта 2 напряжения Ul — 2 а с выхода вычитателя 7 I-й коммутационной ячейки.

В предположении безынерционности управления фазой в усилительном тракте (по крайней мере обеспечивающих отработку искажений таким образом, чтобы текущее отклонение их от стационарного значения не превышало по модулю л /(N-1), максимальная ошибка в предложенном устройстве равна л /(N-1), т.е. в N-1 раз меньше, чем в прототипе. При выполнении устройства по и. 2 максимальная ошибка уменьшается еще в два раза. Приблизительно во столько же раз улучшаются быстродействие и точность автоматической коррекции фазовых искаженийй в усил ител ьном тракте.

Формула изобретения

1. Устройство автоматической коррекции фазовых искажений в усилительном тракте, содержащее последовательно соединенные входной направленный ответвитель, усилительный тракт, и выходной направленный ответвитель, линию задержки, линию связи, включенную между линией задержки и выходом ответвленной мощности выходного направленного ответвителя, первый и второй зондовые датчики мощности, подключенные к линии связи, и первый вычитатель, причем выход ответвленной мощности входного направленного ответвителя соединен с входом линии задержки, выход первого зондового датчика мощности соединен с первым входом первого вычитателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, усилительный тракт снабжен выходом синхронизации, à s устройство введены N-2 зондовых датчиков мощности, причем все зондовые датчики мощности подключены к линии связи на расстояниях (KJ А +А/ (N+1))/2 между любыми j-м и Я+1)-м зондовыми датчиками мощности, где j = 1, 2; ..;; N-1; А- длина волны

1720158 радиосигнала в линии связи; К1 = 1, 2, ...— произвольные целые числа, источник опорного напряжения, вход которого подключен к выходу синхронизации усилительного тракта, N-1 вычитателей, каждый I-й, где1 1,2, ... 5

N, вычитатель одним входом подключен к выходу 1-го зондового датчика мощности, другим — к выходу источника опорного напряжения, N коммутационных ячеек, каждая из которых выполнена в виде ключа, 10 вход и выход которого являются входом и выходом коммутационной ячейки, и последовательно соединенных селектора полярностей и элемента сравнения, включенных между входом коммутационной ячейки и уп- 15 равляющим входом ключа, 1-я коммутационная ячейка включена между выходом i-ro вычитателя и входом управления фазой усилительного тракта, выход сигнала другой полярности селектора полярности 20 предыдущей коммутационной ячейки подключен к другому входу элемента сравнения последующей коммутационной ячейки, при этом выход сигнала другой полярности селектора полярностей N-й коммутационной 25 ячейки подключен к другому входу элемента сравнения первой коммутационной ячейки, 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что в каждую коммутационную ячейку введены последовательно соединенные сумматор, один вход которого подключен к входу коммутационной ячейки, дополнительный селектор полярностей и первый дополнительный элемент сравнения, другой вход которого подключен к выходу элемента сравнения, а также второй дополнительный элемент сравнения и элемент ИЛИ, при этом элемент сравнения подключен к управляющему входу ключа через последовательно соединенные второй дополнительный элемент сравнения, другой вход которого подключен к выходу сигнала другой полярности дополнительного селектора полярностей, при этом другой вход сумматора и выход первого дополнительного элемента сравнения предыдущей ячейки подключены соответственно к входу и другому входу элемента ИЛИ последующей ячейки, другой вход сумматора и выход первого дополнительного элемента сравнения

N-й коммутационной ячейки подключены соответственно к входу и другому входу элемента ИЛИ первой коммутационной ячейки.

1720158 фця2

Составитель Л.Шурухин

Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец

Редактор M.Òîâòèí

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 777 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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