SU1089758A1 - Программируемый фазовращатель-аттенюатор на ПАВ - Google Patents

Abstract

ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ФАЗОВРАШАТЕЛЫАТТЕНЮАТОР НА ; ПАВ, содержащий блок ключевых элементов , входы которого подключены соответстБенно к управл ющим и сигнальным входным клеммам, и двухканальный блок векторного сложени , каждый из каналов, которого включает входной электроакустический преобразователь (ЭП) ПАВ- и общий дл  обоих каналов ЭП ПАВ, причем рассто ни  между входными и выходным ЭП ПАВ в каналах отличны на четверть цлины волны, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности регулировани  фазы и амплитуды, ЭП ПАВ в блоке векторного сложени  выполнены секшюнированными по апертуре с числом секций N у каждого из входных ЭП и 2N у выходного ЭП, секции входных ЭП соединены с соответствующими выводами блока ключевых элементов, а секции выходного ЭП соединены между собой параллельно и их апероуры W)g(,, выбраны из соотношени  квых/%зх1/2 - где ,М, Wpex -апертура каждой секции входного ЭП ПАВ.

Description

00

со

ел

00 I1 Изобретение относитс  к радиотехник радиоэлектронике и предназначено дл  использовангш преимущественно в трансверсальных фильтрах на ПЛВ, а также может быть использовано как фазов защатель с дискретмым управлением, аттенюатор и др. Известен фазовра1датель-аттенкатор, вход щий в состав программируемого трансверсального фильтра на ПАВ, ЕЪШОП ненного в виде мостовой диодаой схемы Г 1 j . Недостатком этого устройства  вл етс  низка  точность регулнрованшз и амплитуды сигнала, обусловленна  невозможностью получени  более пвух различных значений регулируемых параме-трое . Наиболее близким по тех}г1-гческой сущности к предлагаемому  вл етс , программируемый сЬазовращатель- ттенюатор на ПАВ, содержащий блок кпзсчевых элементов, входы которох о подключены соответственно к управл ющим и сигналь ным BxoUHbiv клеммам, и цБУ жанальный блок векторного сложени , каисдый из ка налов которого включает входной электроакустический преобразователь (ЗП) ПАВ, и общий дл  обоих каналов выхопной ЭП ПАВ, пр№1ем рассто ни  между входными и ВЫХОШ1ЫМИ ЭП ПАВ Б каналах отличны на четверть длины волны и: блок взвeшивaющlfx элементов, содержа щий 2N элементов, по N в кажцом кана ле, соединенных с соотве-тствующими вы ходами блока ключевых элементов, к входными ЭП, причем относите,1Ь}1ые вес взвешивающих элементов каждого на каналов кратны 1/2 С 2 J , В качестве блока взве.шгг&аю1Ц11 : эле-ментов в устройстве использую.   ва набора конденсаторов, по N в каждом канале. Емкости конде}юаторов з кажаом йэ наборов выбраны кратными j./2, так что С1 С о, Cf {l/2}CQ, Cv (l/4)Cg С4(1/8)Со, .... Скг()Сд. Недостатком известного устройстЕа  вл етс  сложность конст| укиик, требу.жмцей большого количества навесных соэ . виненкй между блоками, пргшоа щ 1Х к возникновению паразитных св зей межй.7 каналами и отдельными элементами устjX )ftcTBa, дололните оькым искаженачм 4шаы и амплитуды регули|;туемого сигнала, снижению надежности устройства, Вто рым недостатко м устройсТва  вл етс  ииака  точность управлени  фазой и амплитудой сигнала, определ ема  достигае ;J82 мой на практике величиной минимального изм нени  регулируемых пара,метров. Цель изобретени  - повьпление точности рег лировани  фазы и амплитуды входного сигнала Поставленна  цель достигаетс  тем, что в программируемом фазовращателеаттенюаторе на ПАВ, содержащем блок ключевых элементов, входы которого подклю шны соответственно к управл ющим и сигнальным входным клеммам, и дв хканальный блок векторного сложени , каждый из каналов которого включает входной электроакустический преоб- р-азователь (ЭП) ПАВ,, и общий дл  обои:к каналов вьосодной ЭП ПАВ, причем рассто ни  между вхосмыми и выходным ЗП ПАВ в каналах оттгчны на четверть длины волны, ЭП ПАВ в блоке -векторного сложен 1Я вьшолнены секционированными по апертуре с числом секций N у каждого из входных ЭП и 2N у выходного ЭЛ, секции входных ЭП соединены с соответствующими выходами блока юоочевых. элементов, а секции выходного ЭП соединены между собой параллельно и м их апертуры )i выбраны из соот иошени : %Bb,x/Wog, , K./,...,W, где: Wjjg, - апертура каждой секции Бходлого ЭП ПАВ. На чертеже изображена блок-схема программ ируемого фазовращател -аттенк атора . Программируемый фазовращатель-аттенюаахэр содержит блок 1 ключевых элег-лентов , который представл ет собой набор из 2N высокочастотных ключей 2, которые могут быть вьшолнены, например , в виде диодной мостовой схемы. Ключи 2 соединены с управл ющим цифровым входом через ограничительные резисторы 3. Входы 4 и 5 блока 1  вл ютс  соо1ветственно аналоговым и пифровым входами устройства. Блок б век-:порного с южени  представл ет собой Р.О cjiuecTBy пзухканальную линию задержки на ПАВ., в которой оба канала конструктивно могут быть вьшолнены на едином звукопрозоде. Каждый из каналов 7 к 8 блока 6 содер ; :ит входной электроакустический преобразователь ПАВ 9 к 10, а также выходной электроакустический преобразователь 11, общий дл  ooofix каналог% При использовании пьезоэнектрилеского звукопровода в качестве шsк:тpoaкycт raecкиx преобразователей Е.Югут быогь использованы ж;тречно-штыревые преобразователи (ВШП). Рассто ни  Е и 2 между входными и выходным преобразовател ми в каналах различаютс  на четверть длины акустической волны, при этхэм выход 12 выходного

преобразовател  11  вл етс  аналоговым выходом устройства. Входные и выходной преобразователи 9-11 вьшолнены секционированными вдоль апертуры с числом секций N в каждом из входных преобразователей и 2 М в выходном преобразователе , при этом секции 13 входных преобразователей 9 и 10 имеют одинаковые апертуры , а апертуры сек .ций 14 выходного преобразовател  11 выбраны из услови , что соотношение апертуры V/(.gjj, К-ой секции выходного преобразовател  к апертуре равно величине 1/2 , причем сек НИИ 13 входного преобразовател  9 и Ю соединены с соответствующими выходами блока 1, а секции 14 выходного преобразовател  11 соединены между собой параллельно.

При указанных соотношени х акустический тракт каждого из каналов фазоврашател - аттенюатора раздел етс  на N акустически параллельных секций, кажда  из которых образована одной секцией входного и одной, соответствук щей ей, секцией выходного преобрюзова- тел . Дл  акустической секции реализуетс  коэффициент передачи по амлитуде, пропорциональный 1/2 , где К - номер секции, при этом отдельна  акустическа  секци  вьтолн ет одновременно функцию взвешивающего элемента, и функцию векторного сложени .

Необходимый коэффициент передачи по амплитуде обеспечиваетс  путем подключени  к аналоговому входу устройств требуемого количества секций входного преобразовател  9 и 10 и выбора фазы 0 этого подключени  9 0 или в 180° . Равенство апертур секций входного преобразовател  9 и 10, а также указанные вьппе взаимные соединени  между элементами конструкции, существенны дл  обеспечени  необходимых коэффициентов передачи акустических секций и работоспособности всего устройства в целом.

Предлагаема  конструкци  позвол ет по крайней мере вдвое повысить точность управлени  фазой и амплитудой выходного сигнала, поскольку число значений амплитуды сигнала каждого из канало равно -1 (2 -1 при

0 0°2 N 1 при 0 18О ° и нулевой уровень). Точность управлени  фазой выходного сигнала в предлагаемом устройстве также по крайней мере в два раза вьпле. Дополнительному повышению точности регулировани  фазы и амплитуды способствует тот факт, что все секции входных преобразователей 9 и 10 имеют одинаковый электрический импеданс вследствие равенства апертур секций 13 и одинакового числа пар штырей. В этом случае имеетс  возможность обеспечить наилучшие услови  сбгласова- 1НИЯ секций 13 с источником аналогового сигнала. Кроме того, повышение точности регулировани  достигаетс  еше и за счет подключени  к кажаой секции 13 входных преобразователей 9 и Ю только опного коммутирующего элемента (ключа), что позвол ет в предлагаемом устройстве приблизительно в N раз снизить искажающее вли ние коммутирующих элементов на работу устройства.

Устройство работает следуквцим образом .

Аналоговый сигнал, фаза Н: амплитуда которого подлежат регулированию, подает с  на аналоговый вход 4, на цифровой вход 5 поступает управл ющий сигнал в виде параллельного кода. Дл - блока 1 сигнал каждой из 2N шин цифрового входа 5 может принимать одно из трех значений (0 . Положительное напр жение -f (J на шине цифрового входа 5 открывает одну пару диодов высокочастотного ключа 2, при этом соответствующа  ключу 2 секци  13 входного преобразовател  9 блока 6 оказываетс  подключенной одним электродом к о&цей земл ной шине аналогового входа 4, а вторым электродом к второй , сигнальной шш1е того же входа. Отрицательное напр жение -Up на шине цифрового входа 5 открьпвает другую пару диодов высокочастотного ключа 2, при этом электроды секции 13 преобразовател  оказываю тс  подключенными к аналоговому входу 4 таким образом, что фаза издучаемых ПАВ измен етс  на 180° . Нулевое .напр жение на шине соответствует отключенной секции. Ограничительные резисторы 3 служат дл  разделени  цепей высокой частоты и це пей управлени .

Коэффициенты передачи по амплитуде К акустических секций каналов, определ емые рассогласованием апертур секций 13 и 14 входных 9, Ю и выходного 11 преобразователей,выбраны таким образом (1, 1/2. 1/4 ,.., ), что имеетс  возможность noj sifTb на вы хоце каждого канала 2 уровней амплитуды сигнала. Коэффициенты пербЦачй по амплитуде К каждого из каналов определ ютс  выражением: - положение клю 1, ЖМ ... „с/2 Л К Х х/2 , ча 2 блока 1 соответствует е 0 °, 0- ключ блока 1 разомкнут; 1- положение клю ча 2 блока 1 соответствует 9 - фаза ПАВ, излучаемой секцией 13 входного преобразовател  9-, 1( - номер секпии (1 4 к -б М ). Поверхностнь(е волны каналов 7 и 8, имекшше различную амплитуду, суммиру ютс  на общем дл  обоих преоб рааователе 11, выход которого 12  вл  етс  аналоговым выходом устройства, Поскольку рассто ни  - и 2 между входанми 9, 10 и выходным.: 11 лрео раэовател ми отличаютс  на четверть длины акустической волны, то суммирование ПАВ происходит с относительным фазсеым сдвигом 9О (или -90 ). Любое дискретное значение фазы и амплит ды выходного сигнала  вл юшегос  сум мой сигналов канйиов блока °6 вектор™ ЛОГО сложени , может быть получено ггутем выбора коэффициентов К . Фазовые соотношени  между сигналами в каналах сохран ютс  в полосе час- тот 1О-2О% от центральной частоты ВШП ПАВ в случае, когда штыри преобразователей выполнены расщепленными. Испытани  предлагаемого програм- миргуемого фазовращател -аттенюатора показали, что при числе акустических секций каналов блока векторного сложени  равном 4 точность управлени  амплиту дои выходного сигнала не хуже 6% от максимального значени , а минимальное изменение фазы при максимальной §мплитуде выходного сигнала и минимальной паразитной амплитудной модул ции не превышает 1% от максимального значени  относительной регулируемой фазы, равного 360°. Предлагаемое устройство имеет следу-, ющне технические преимущества: более простую схему стыковки с цифровыми управл ющими устройствами (без и аналоговой схемы управлени ); более высокую точность регулировани  и амплитуды вследствие отсутстви  аналоговых элементов, как поавержен- ) тепловому дрейфу; более широкую полосу пропускани , что обусловлено применением квадратурных (сдвинутых на четверть длины вол}1ы ) каналов, позвол ющих сохранить фазовые соотношени  между сигналами в каналах в полосе до 10-20% центральной частоты устройства.

Claims (1)

1. ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ФАЗОВРАШАТЕЛЬ-АТТЕНЮАТОР НА

   ПАВ, содержащий блок ключевых элементов, входы которого подключены соответственно к управляющим и сигнальным входным клеммам, и двухканальный блок векторного сложения, каждый из каналов, которого включает входной электроакустический преобразователь (ЭП) ПАВ и общий для обоих каналов ЭП ПАВ, причем расстояния между входными и выходным ЭП ПАВ в каналах отличны на четверть длины волны, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования фазы и амплитуды, ЭП ПАВ в блоке векторного сложения выполнены секционированными по апертуре с числом секций N у каждого из входных ЭП и 2N у выходного ЭП, секции входных ЭП соединены с соответствующими выводами блока ключевых элементов, а секции выходного ЭП соединены между собой параллельно и их апертуры _Лк.^ выбраны из соотношения . g ν/_ΚΒΜχ/%_βχ=1/2^'^γ, где K=l,M,W_oex -апертура каждой секции входного ЭП ПАВ.

   >

   I lose