SU1328764A1 - Управл емый фазовращатель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при построении различных устройств: измерительных преобразователей , фазометров, систем фазовой ав- топодстройки частоты, след щих сис ,тем контрол  и регулировани . Цель изобретени  - повышение точности сдвига фазы синусоидального сигнала - достигаетс  за счет введени  блока 5 сравнени  напр жений синусоидального сигнала и соответствующих функциональных св зей. Кроме того, фазовращатель содержит блок 1 сдвига фазы- на 90, управл емые делители 2 и 3- напр жени , сумматор 4. Структура блока 5 зависит от требуемой точности операции фазового сдвига синусоидального сигнала. В простейшем ва- -рианте блок содержит амплитудные детекторы и пропорционально-интегральный регуд тор на операционном усилителе выход которого  вл етс  выходом блока. 1 табл., 1 ил. (Л идых It}

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при построении различных устройств , измерительных преббразовате- лей, фазометров, систем фазовой автоподстройки частоты, след щих систем контрол  и регулировани .

Цель изобретени  - повьшение точности сдвига фазы синусоидального сигнала.

На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого фазовращател .

Фазовращатель содержит блок 1 сдвига фазы на 90°, управл емые делители 2 и 3 напр жени , сумматор 4 и блок 5 сравнени  напр жений синусоидального сигнала. Входы блока 1, первого управл емого делител  2 и второй вход блока 5 объединены и подключены к источнику входного синусоидального сигнала, выход блока 1 соединен с входом второго управл емого делител  3, на управл ющий вход которого подаетс  напр жение управлени  фазовращател , выходы управл емых делителей , напр жени  2 и 3 соединены с входами сумматора 4, выход которого  вл етс  выходом устройства, а также соединен с первьп-г входом блока .5, выход которого соединен с управл ющим входом первого управл емого делител  2 напр жени .

Принцип действи  управл емого фазовращател  основан на реализации известного математического выражени  дл  синусоидальной функции

f(t) А sin (cot -I- If)

a sincot + Ъ cos cot

где A - амплитуда синусоидального

сигнала;

. cf - угол сдвига фазы; а, Ъ - коэффициенты пропорциональд

ности, причем т- tgCj) , а

. А а + Ъ

Дл  реализации вьфажени  (1) необходимо входной синусоидальный сигнал

и, (t) UQ sinco t

(2)

преобразовать в сигнал, сдвинутый по Фазе на 90 ,

V,(t и sin(cot + 90°) /2

Но cos Qt .

схеме выполн ет

|0

Эту операцию в

блок сдвига фазы на 90°. Далее алгоритм предполагает соответствующее изменение амплитуды полученных составл ющих U,(t) и U2(t) так, что при дальнейшем суммировании на выходе устройства получают синусоидальный сигнал с необходимой фаЗОЙ , причем важным требованием  вл етс  сохранение амплитуды входного сигнала. Функцию управл емого изменени  амплитуд квадратурных составл ющих выполн ют в схеме управл емые делители напр жени . Амплитуда составл ющих должна измен тьс  в диапазоне от О до + Up,. что определ етс  граничными углами сдвига фазы.

Соотношение амплитуд составл ющих

при указанных углах сдвига фазы приведено в таблице.

q, град О 90 |-90 ИбоГ80

и.

о -и.

-и„

Необходимые коэффициенты делени  дл  составл юшлх U, (t) и l(t}, со- ответствуюш 1е требуемому углу сдвига фазы, пропорциональны sin и cos этого угла. Получение этих коэффициентов  вл етс  основной трудностью при построении подобных структур фазовращателей .

В предлагаемом фазовращателе использовано то обсто тельство, что амплитуда сдвигаемого по фазе сигнала должна оставатьс  неизменной, что позвол ет просто решить задачу получени  одного из указанных коэффициентов .

При этом управление фазовращателем ведетс  по одной из составл ющих, т.е. напр жение управлени , пропорциональное требуемому сдвигу фазы, подаетс  на управл ющий вход, одного из управл емых делителей напр жени , а напр жение, пропорциональное необходимому коэффициенту делени  другой составл ющей, подаетс  на управл ющий вход управл емого делител  напр жени  этой составл ющей с выхода блока сравнени  напр женийо При этом амплитуда выходного сигнала фазовращател  точно равна амплитуде входного

сигнала, только при правильном соотношении коэффициентов делени  составл ющих и(t) и и(t).

Диапазон углов сдвига фазы управл емого фазовращател  зависит от того , по какой из составл ющих ведетс  управление фазовращателем.

Если на один из входов подавать напр жение составл к цей входного сиг- нала, а на другой.напр жение управлени , то при К 0,1 можно производить управл емое деление входного напр жени  с хорошей линейностью и в широком диапазоне, причем при 0,

вых п Р м о Гбл  тоже равно О, что позвол ет получать точные фазовые сдвиги на углы, кратные 90°, т.е. когда в выходном сигнале фазовращател  присутствует только одна из составл ющих с определенным знаком.

При использовании перемножителей аналоговых сигналов в качестве управл емых делителей напр жение управлени  фазовращателем должно измен тьс  в диапазоне от -U до +Uunn , что

jjnp макс

НИР макс соответствует диапазону фазовых углов сдвига от -90 до +90°

Структура блока сравнени  напр жений зависит от требуемой точности операции фазового сдвига синусоидального сигнала, что в.конечном итоге выражаетс  в законе, который реализует регулирующее устройство (пропорциональный , интегральный.и т.д.), и в способе ввода регулируемого па

Редактор О. Головач Заказ 3480/48

Составитель В. Шубин

Техред М.Ходанич Корректор Д. Пилипенко

Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб„, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

раметра (амплитудное значение синусоидального сигнала, среднее и т„д,). В простейшем случае блок содержит амплитудные детекторы и пропорционально-интегральный регул тор на операционном усилителе, выход которого  вл етс  выходом блока сравнени  напр жений .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   . Управл емый фазовращатель, содержащий два управл емьк делител  напр жени , блок сдвига фазы на 90° и сумматор, выход которого  вл етс  выходом устройства, а входы подключены к выходам первого и второго управл емых делителей напр жени , входы

   которых соединены с источником синусоидального сигнала соответственно с первым - непосредственно, а с вторым - через блок сдвига фазы на 90 , отличающийс  тем, что,

   с целью повышени  точности, в него введен блок сравнени  напр жений, первый вход которого соединен с источником синусоидального сигнала, а второй - с выходом сумматора, а выход

   блока сравнени  напр жений соединен с управл юш 1м входом первого управл емого делител  напр жени , а вход управлени  сигналом управл емого фазовращател  соединен с управл ющим входом второго управл емого делител 

   напр жени