Широкодиапазонный калибратор фазовых сдвигов
Патент 702506
Авторы
Широкодиапазонный калибратор фазовых сдвигов
Иллюстрации
Реферат
ОП HCAHHE
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (51) М. Wn.2
Н 03 К 7/08
G 01 R 25/04. (22) Заявлено 300376(21) 2376021/18-21 с присоединением заявки H9—
Государственный комитет
ССС Р но делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 6 2 1. 317. . 77 (088 ° 8)
Опубликовано 0512.79. Бюллетень М 45
Дата опубликования описания 151279
К. О. Орехов, Н. В. Сандрацкий и В, Н, Шпилщ+ /;)
i ".1
: Рт -",, t *if ФЦ4 ) т
«с„Р Яф (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (5 4 ) ИИРОКОДИАПА 3 ОННЬ1Й КАЛИБРАТОР ФАЗ ОВИХ
СДВИГОВ
Изобретение относится к области фазоизмерительной техники, предназначено для формирования двух синусоидальных напряжений с регулируемым фазовым сдвигом, устанавливаемым с высокой точностью в широком диапазоне частот, и может быть использовано при разработке широкодиапазонных калибраторов фазовых сдвигов, для создания многофазовых систем с высокой точностью задания фазового сдвига между отдельными фазами, а также может найти применение в качестве калиброванного фазовращателя электронных фазометров и в различных фазовых системах15 радиотехники, автоматики, связи, измерительной техники и т ° д..
Известен калибратор фазовых сдвигов, содержащий триггерные делители частоты, имеющие N стационарных значений начальных фаз выходных сигналов, каждое иэ которых отличается от соседнего на дискретный угол Мд, равный: э н
Я 25 где N — коэффициент деления триггерных делителей частоты.
Фазовый сдвиг между выходными напряжениями делителей устанавливают путем изменения стационарного значения начальной Фазы выходного сигнала одного Нэ делителей. Максимальная частота выходных сигналов Ен,ьь,„ калибратора равнаг где f — максимальная частота вХодмь ного сигнала делителей, определяемая их быстродействием (1), Недостатком известного устройства является то, что при малой ступени дискретности существенно ограничивается сверху рабочий диапазон частот сигналов калибратора, это видно из выражения (21.
С целью устранения этого недостатка в известном устройстве применяют избирательные фильтры или фильтры нижних частот, что позволяет строить калибраторы только . фиксированной частоты или с весьма узким рабочим диапазоном частот.
Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является фаэовий калибратор,- содержащий генератор, пересчетные схемы (делители частоты), устрой702506 ство управления задаваемой разностью фаз, масштабные сумматоры, к входам
"" . которых подключены выходы пересчетных схем и триггеры, входы раздельных запусков которых соединены с выходами разрядов пересчетных схем. Фазовый сдвиг между выходными сигнала5 ми этого калибратора устанавливается
"йзменением кода, записываемого в один из делителей частоты, по отноше» нию к другому. Выходнь1е кваэисинусоидальные напряжения калибратора форми!
О руются методом суммироваййй" с- соответСтвующими весами выходных напряжений триггеров с Раздельными запусками (2), Недостатком данного калибратора является возможность изменения фазового сдвига только дискретными ступенями, при этом максимальная частота выходных сигналов определяется выражением f 2) .
Целью изобретения является расширение частотного диапазона при одновременном уменьшении дискретности установки фазового сдвига и расширение функциональных возможностей.
Поставленная цель-достигается тем, 25 что в калибратор фазовых сдвигов, содержащий широкодиапазонный генератор, выход котсрого подключен ко входам первого и второго делителей частоты, выходы которых поразрядно подключены 3Q ко входам соответствующих цифро-аналоговых.преобразователей выход первого иэ которых является первым выходом устройства, блок установки и контроля фазового сдвига, вход син- 35 хронизации которого соединен с выходом первого делителя частоты, управляющие входы блока установки и контроля фазового сдвига подключены к установочным входам второго делителя часто- 4 ты, введены блок синхронизации, сум-..
40 матором, дополнительные делитель частоты, цифро-аналоговый преобразователь и блок установки фазового сдвига, причем промежуточный выход второго делителя частоты через последователь- 45 но соединенные блок синхронизации, дополнительные делитель частоты и цифро-аналоговый преобразователь соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго цифро-аналогового преобразователя, выходы дополнительного блока установки фазового сдвига подключены к управляющим входам сумматора, выход которого является вторым выходом уст- 55 ройства, кодовые выходы второго делителя частоты поразрядно подключены к соответствующим входам блока установки и контроля фазового сдвига.
На чертеже представлена структур- ц) ная схема устройства. Широкодиапаэонный калибратор фазовых сдвигой содер жит широкодиапазонный генератор 1, делители 2, 3, частоты, дополнительный делитель 4 частоты, блок 5 уста-65 новки и контроля фазового сдвига со стоящий иэ блока 6 установки фаэового сдвига, регистра памяти 7 и блока
8 сравнения кодов, дополнительный блок 9 установки фазового сдвига, блок 10 синхронизации, цифро-аналоговые преобразователи 11, 12, дополнительный цифро-аналоговый преобразователь 13, сумматор 14.
Устройство работает следующим образом.
Сигнал частотой f«- с выхода генератора 1 поступает на входы делителей 2, 3 частоты, имеющих коэффициент деления 36 10и, где n = оу 1у 2... На выходах делителей 2 частоты формируются, например, с помощью волнового делителя, последовательности прямоугольими импульсов чвсуосм ь-- вал, сдвигтС Хг
36 «о нутые между собой во времени на целое число периодов сигнала генератора 1„
Эти последовательности импульсов по-. ступают на входы цифро-аналогового преобразователя 11, последовательно изменяя уровень его выходного напряжения. В результате этого на выходе цифро-аналогового преобразователя 11 формируется синусоидальное напряжение О« = Б«яхп 36.«адt. Поступающее
«-у-«г на первый выход калибратора. Фаза этого напряжения соответствует коду делителя частоты 2..
Аналогично формируется синусоиl дальное напряжение Uz =- U< з1п
2КХ
"(у, ъ.t + P ) на выходе цифро-аналогового преобразователя 12. (f««, — фазовый сдвиг напряжения U q по отношению к напряжению Uq) . В момент переполнения делителя 2, что соответствует нулевому значению фазы синусоидального напряжения П„ на первом выходе калибратора, код делителя частоты 3, равный фазе выходного сигнала U< цифро-аналогового преобразователя 12, записывается в регистр памяти 7 и с помощью блока 8 сравнения кодов, сравнивается с кодом, задаваемым блоком установки фазовых сдвигов
6. Если коды не совпадают, то в момент переполнения делителя частоты 2 производится установка кода, требуемого значения фазового сдвига в делителе 3.
Фазовый сдвиг Ч««« между напряжения1 ми U« U цифро-аналоговых преобразователей 11 и 12 равен где К„„- код фазового сдвига, задаваемый блоком б установки фазового сдвига и изменяющийся в пределах от .
0 до 36 10 — 1; з зь «о" зового сдвига.
70250б
Фазовый сдвиг % может регулироваться в пределах от 0 до 21 с дискретностью Ч . Установка и контроль фазового сдвига производится автоматически, что расширяет функциональные воэможности калибратора. 5
Блоком синхронизации 10 с промежуточного выхода делителя 3 частоты выбирается сигнал, поступающий на дополнительный делитель частоты 4( на выходе которого формируются после- 10 довательности прямоугольных импульсов частоты, смещенные по отноше21 г
3 Ь.1О31 нию к аналогичным последовательностям импульсов делителя 3 на один период сигнала генератора 1. Эти после— довательности импульсов поступают на входы дополнительного цифро-аналогово го преобразователя 13, на выходе котсрого формируется синусоидальное напряжение (), фазовый сдвиг которого по отношению к напряжению U2 равен
Н
Напряжение U2 имеет. вид
u",=u",„ и(; " ;„ +q,ч ) (4)
Напряжения U2, U2 поступают на сумматоры 14, масштабные коэффициенты суммирования которого К„, К 2 по каждому иэ входов управляются в пределах от 0 до 1 дополнительным блоком 9 ус тановки фазового сдвига. и
При U,„= U < = U zw выходное напряжение сумматора равно
Формула изобретения
Широкодиапаэонный калибратор фазовых сдвигов, содержащий широкодиапазонный генератор, выход которого подключен ко входам первого и второго делителей частоты, выходы которых поразрядно подключены ко входам соответствующих цифро-аналоговых преобразователей, выход первого из которых является первым выходом устройства, блок установки и контроля фазового сдвига, вход, синхронизации которого соединен с выходом первого делителя частоты, управляющие входы блока установки и контроля фазового сдвига подключены к установочным входам второго делителя частоты, о т л И ч а ю шийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона при одновременном уменьшении дискретности установки фазового сдвига и расширения функциональных возможностей, в него введены блок синхронизации, сумматор, дополнительные делитель частоты, цифро-аналоговый преобразователь и блок установки фазового сдвига, причем промежуточный выход второго дели теля частоты через последовательно соединенные блок синхронизации, допол.нительные делитель частоты и цифроаналоговый преобразователь соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго цифро-аналоговorо преобразователя, выходы дополнительного блока установ-, ки фазового сдвига подключены к управляющим входам сумматора, выход которого является вторым выходом устройства, кодовые выходы второго делителя частоты поразрядно подключены к
Из выражения (5) видно, что изме ;нение отношения — от 0 до <О позволя
К1 ет дополнительно регулировать фазовый сдвиг в пределах от 0 до Чд.
При М дополнительных, равномерных ступенях регулирования фазового сдвига, задаваемых дополнительным блоком
9 установки фазового сдвига, минимальная ступень регулирования фазового сдвига калибратора „ равна
50 е;= ф- (6)
Если на выходе сумматора обеспечивается постоянство уровня выходного сигнала, т. е.
55 о -cynst ()) 2YYl то, учитывая (3, б, 7), выражение (3) имеет в ид где E = О, 1,..., М вЂ” 1..
При плавном изменении отношения
-(ц можно плавно регулировать фазовый сдвиг калибратора, что также расширяет его функциональные воэможности.
Максимальная частота. выходных сигналов с учетом выражения (2), равна твхТВ Ва" ИВИЧ ) 6а 3,а следовательно, при 9„ равном ступени дискретности; получаемой в известном устройстве (2), максимальная частота выходных сигналов предлагаемого устройства увеличивается в М раэ.
Настоящий калибратор не имеет методических погрешностей как при установке фазового сдвига большими ступенями, так и малыми, что позволяет получить высокую точность установки требуемого значения фазового сдвига.
Таким образом, введение дополнительного делителя частоты, цифро-аналогового преобразователя и управляемого сумматора позволяет расширить рабочий диапазон частоты, обеспечить плавное изменение фазового сдвига и уменьшить дискретность его установки в рабочем диапазоне частот.
702506
Составитель Л. Плетнева
Редактор Н. Веселкина Техред О.Андрейко Корректор Е. Лукач
Заказ 7608/53 Тираж 1060 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 соответствующим входам блока установки и контроля фазового сдвига.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское
Р 371527, кл. G
2. Авторское
М 434332, кл. G свидетельство СССР
01 R 25/00, 1971. свидетельство СССР
01 R 25/04, 1972.