CS210157B1

CS210157B1 - Zapojení obracáče táze

Info

Publication number: CS210157B1
Application number: CS400579A
Authority: CS
Inventors: Ivan Mokry
Original assignee: Ivan Mokry
Priority date: 1979-06-11
Filing date: 1979-06-11
Publication date: 1982-01-29

Description

'Vynález se týká zapojení obraceče fáze, které sestává z budicího zdroje, z fázovacího čtyřpólu se soustavou diod a výstupního obvodu.

V oblasti elektronické zesilovací, přijímací a měřicí techniky se objevují požadavky na obvod případně zařízení, ve kterém jé možno provádět plynulou změnu fáze. Cesto se použí vají jednoduché obvody, u nichž je změna fáze menší než 180°, průběh změny fáze silně nelineární a závislost amplitudy na fázi je veliká. Při potřebě větší změny fáze než 180° se takové obvody řadí za sebou, a tím se uvedené nevýhody ještě násobí. Jiné metody větší změny fáze jsou poměrně složité a náročné na obvodovou techniku.

Obvody pro změnu fáze jsou napříklád potřebné ve všech zařízeních používajících synchronní detekce. Typické použití óbracečů fáze je v přijímacích trasách spektrometrů nukleární magnetické rezonance, ve vysokofrekvenčním,resp. mezifrekvenčním zesilovači a také v nízkofrekvenční části. Jeden z těchto- obvodů používá fázovacího čtyřpólu a složitého otoč ného kondensátoru, ze kterého se odebírá signál s fází úměrnou natočeni kondenzátoru. Nevýhodou je, že výrobně náročný ručně ovládaný kondenzátor musí být umístěn blízko obvodu, ve kterém je zapojen.

Tyto nevýhody odstraňuje zapojení obraceče fáze, které sestává z budicího.zdroje, fázovacího čtyřpólu se soustavou diod a výstupního obvodu, jehož podstatou je, že mezi budicí zdroj a výstupní obvod je zapojen fázovpcí čtyřpól v můstkovém zapojení se soustavou diod, přičemž první dvě protilehlé ramena můstku tvc»'í první a druhý kondenzátor a druhá dvě protilehlá ramena první dva odpory spojené^{* 1} do čtyř uzlů, spojených každý přes dvě v sérii protisměrně zapojené diody se středním uzlem, přičemž střed každé dvojice diod je spojen přes odpor se společným vodičem, přičemž první diagonála čtyřpólu je spojena s budicím zdrojem ϊ

a druhá diagonála jednak přes sedmý odpor a jednak přes osmý a devátý odpor se společným vodičem, přičemž pai‘slelně k devátému odporu je připojen třetí kondenzátor do uzlu s devátou diodou,. spojenou se středním uzlem, se kterým je spojena přes desátý odpor svorka řízení fáze.

Hlavní předností tohoto zapojení je, že umožňuje plynulou změnu fáze v rozsahu 0° až 3&0 pří malé změně amplitudy výstupního napětí. Velikou výhodou je řízení pomooí stejnosměrného napětí, což umožní napojení na další obvody, frekvenční rozsah je od kmitočtů řádově desítek Hz do kmitočtů až 100 MHz. Obvodové jednoduchost zapojeni snižuje výrobní náklady.

Vynález blíže objasní výkres, na kterém je uveden příklad zapojení.

Zapojení tvoří a&sx fázovacího čtyřpólu se soustavou diod. První dvě protilehlá ramena spojují první a druhý kondenzátor a Cg. Druhá dvě ramena první a druhý odpor R, a Rg.

Uzly a, b, c,' d těchto Čtyř ramen jsou spojeny vždy přes dvě v protisměru a v sérii zapojené diody Bj, D,,, D-,, Dg, Dg.

Střed každé této dvojice je spojen přes odpor Rj, R₄. Sg, Rg se společným vodičem. První diagonála fázovacího čtyřpólu je spojena s budicím zdrojem 12. Střední uzel e je spojen s výstupním obvodem 13 obraeeče fáze, a to přes desátý odpor R^q se svorkou 15 řízení fáze a přes čtvrtý kondenzátor se vstupní elektrodou následujícího zesilovače 17 s velkým vstupním odporem. <

Druhá diagonála můstku je připojena.jednak přes sedmý odpor ke společnému vodiči a druhým koncem přes dělič z osmého a devátého odporu Rg, Rg ke společnému vodiči.

Paralelně k dovsíséma odporu 3« připojen třetí kondenzátor Střed děliče mezi osmým a devátým odporem Κθ, Rg je spojen pres devátou diodu Dg se středním uzlem e.

Obvod pro řízení fáze je nutné budit ze zdroje 12 a výstupem souměrným proti společnému vodiči a s malým výstupním odporem. Nejvýhodnější je použití zapojeni s transformátorem, jak je naznačeno na obrázku.

ifeiinotlivé prvky fázovacího čtyřpólu se navrhují pro danou frekvenci podle vztahu

Φ tg= -jC.R = -:2n/ kde C je hodnota kapacity kondenzátorů Oj a C₂,

R je hodnota odporů £·, a R,, f je použitá frekvence, * je fósový úhel, v daném připadá <p -- 90^ú „

Použité diody D^ až, Dg jsou například křemíkové diody s malou kapacitou přechodu v závěrném směru. Zesilovač V? výstupního obvodu 13 obraeeče fáze musí mít vysoký vstupní odpor, výhodná je použít například tranzistoru l?JST nebo MúS DKT,

Zapojení pracuje za provozu takto;

Souměrný vstupní signál přivedený na fózovací čtyřpól vytvoří na jeho uzlech a, b, £, d podle shora uvedeného matematického vztahu napětí s fázemi 0° až 360°, 90°, 180°, 270°·

Na těchto uzlech a, b, e., d jsou současně konstantní stejnosměrné napětí přivedená na svorky 1,6 př«s budicí zdroj ±2, jedenáctý odpor gj,, dále pak přes první a druhý odpor R,, g₂·

První až devátá diodía Dj až Dg pracují jako proměnné odpory, řízené stejnosměrným napětím. Jestliže je na svorce 15 řízení fáze nastavené stejnosměrné napětí Uj = U min, pak jsou otevřeny sedmá, osmá, třetí, první a šestá dioda D^, Dg, Dg, D^ a Dg. Čtvrtá, druhá, pátá a devátá dioda D^, Dg, £5, £9 jsou zavřené záporným předpětím.

Na středním uzlu £ je proto střídavé napětí s fází 0° odpovídající uzlu a. Při zvyšování, řídicího stejnosměrného napětí se začne zavírat osmá dioda Dg a otevírat čtvrtá dioda D^, fáze střídavého napětí ve středním uzlu £ se postupně plynule mění od nuly a v okamžiku, kdy je čtvrtá dioda D^ otevřena a osmá dioda D_g zavřena, je ve středním uzlu e fáze 90° odpovídající uzlu b.

Další zvýšení stejnosměrného napětí způsobí otevření druhé diody Dg a zavření třetí diody Dg, přičemž osmá dioda Dg zůstává uzavřena, fáze napětí ve středním uzlu e pak je stejná jako v uzlu c., tj. 180°.

Roste-li dále stejnosměrné řídicí napětí, otevírá se pátá dioda Dg, přitom první dioda D.j se zavírá, osmá a třetí dioda D_g, Dg zůstávají uzavřené, fáze se středním uzlu e se postupně mění až k hodnotě 270°, shodné s uzlem d.

Dalěí vzrůst řídicího stejnosměrného (napětí zavírá šestou diodu Dg, začíná otvírat devátou diodu Dg, které měla vhodné záporné předpětí zapojením kátody do děliče z odporů Rg, £91 přitom osmá, třetí a první dioda Jjg, Dg, D^ zůstávají zavřené a fáze střídavého napětí se mění až k hodnotě 360°, jaká je v uzlu a, protože třetí kondenzátor Cg představuje pro střídavý signál zkrat. Tímto způsobem proběhlo otočení fáze výstupního střídavého napětí o 360°. ,

Claims

PŘEDMĚST VYNÁLEZU

Zapojení obraceče fáze, které sestává z budicího zdroje, fázovacího čtyřpólu se soustavou diod a výstupního obvodu, vyznačené tím, že mezi budicí zdroj (12) a výstupní obvod (13) je zapojen fázovací čtyřpól v můstkovém zapojení se soustavou diod, přičemž první dvě protilehlá ramena můstku tvoří první a druhý'kondenzátor (C,, Cg) a druhá dvě protilehlá ramena' první dva odpory (R₁, Rg) spojené do čtyř uzlů (a, b, c, d) spojených každý pres dvě v sérii proti sobě zapojené diody (Dj, Dg, D-,, L^, Dg, Dg, Dy, D_g) se středním uzlem (e), přičemž střed každé dvojice diod (Dp Dg, -Dg, D^, Dg, Dg, D?, D_g) je spojen přes odpor (Rg, Rp Rg, Rg) se společným vodičem, přičemž(první diagonála čtyřpólu je spojena s budicím zdrojem (12) a druhá diagonála jednak přeš sedmý odpor (R?) a jednak přes osmý a devátý odpor (Rg, Rg) se společným vodičem, přičémž paralelně k devátému odporu (Rg) je připojen třetí kondenzátor (Cg) do uzlu s devátou diodou (Dg) spojenou se středním uzlem (e), se kterým je spojena přes desátý odpor (R₁₀) svorka (15) řízení fáze.

1 list výkresů