SU1479889A2

SU1479889A2 - Управл емый фазовращатель

Info

Publication number: SU1479889A2
Application number: SU874331883A
Authority: SU
Inventors: Владимир Ульянович Кизилов; Александр Павлович Лазуренко
Original assignee: Харьковский политехнический институт им.В.И.Ленина
Priority date: 1987-10-09
Filing date: 1987-10-09
Publication date: 1989-05-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано при построении различных устройств, где необходимо прецизионное управление фазой синусоидального сигнала. Цель изобретени - повышение точности сдвига фазы синусоидального сигнала. Это достигаетс тем, что в управл емый фазовращатель дополнительно введены фазочувствительный выпр митель, фильтр низких частот и второй сумматор. Причем выход второго управл емого делител подключен к входу фазочувствительного выпр мител , выход которого подключен к входу фильтра низких частот. Выход фильтра низких частот подключен к одному из входов второго сумматора, на другой вход которого подаетс управл ющее напр жение. Выход второго сумматора подключен к управл ющему входу первого управл емого делител . Вход фазочувствительного выпр мител подключен к источнику входного напр жени . Такое подключение позвол ет скомпенсировать нестабильность работы блока сдвига фазы путем коррекции управл ющего сигнала, воздействующего на первый управл емый делитель. 2 ил.

Description

1

Изобретение относитс к измерительной технике и может найти применение при построении устройств, где необходимо прецизионное управление фазой синусоидального сигнала: фазометров, измерительных преобразователей энергетических параметров, систем контрол и регулировани .

Цель изобретени - повышение точности сдвига фазы синусоидального сигнала.

На фиг. 1 приведена функциональна схема предлагаемого сразовраща- тел ; на фиг.2 - диаграммы.

Фазовращатель держит блок 1 сдвига фазы на 90°, первый 2 и второй 3 управл емые делители напр жени , первый 4 и второй 5 сумматоры, блок 6 сравнени напр жений, инвер- . тор 7, фазочувствительный выпр митель 8 и шильтр 9 низких частот. Входы блока 1, первого управлени делител 2, второй вход блока 6 и управл ющий вход фазочувствительного выпр мител 8 объединены и подключены к источнику входного синусоидального сигнала. Выход блока 1 соединен с входом второго управл емого делител 3 напр жени , управл ющий вход которого соединен с выходом блока 6 сравнени напр жений. Выходы управл емых делителей 2 и 3 соединены с входами

&

-vj

со оо

00 СО

к

первого сумматора 4, выход которого вл етс первым выходом устройства и соединен с первым входом блока 6 и с входом инвертора 7, выход которого вл етс вторым выходом устройства . Выход второго управл емого делител 3 напр жени соединен с входом фазочувствительного выпр мител 8, выход которого подключен через фильт 9 низких частот к первому входу сумматора 5. Второй вход сумматора 5 подключен к источнику управл ющего напр жени , а выход подключен к уп- равл ющему входу первого управл емо- го делител 2 напр жени

При точной настройке блока 1, т.е. когда на его выходе имеетс только ортогональна по отношению к входному синусоидальному сигналу

U4(t) U0 since t

(1)

косинусоидальна составл юща

Uu(t)U0sin(GOt+900)U0coscot, (2)

напр жение на выходе фазочувствительного выпр мител имеет вид, приведенный на фиг.2а, напр жение на выходе фильтра 9 низких частот равно ну- лю (ивых,рнч 0), и следовательно, на вход сумматора 5 поступает управл ющее напр жение Uunp без коррекции .

Устройство реализует выражение

+U,

иВьи ио51п 1:+ и4 р1 U sintot +

ТТ i «1/О

БСН

U.costOt,

(3)

45

амплитуда входного синусоидального сигнала;

управл ющее напр жение, пропорциональное cosCf, определ ющее амплитуду синусной составл ющей сигнала с выхода первого управл емого делител 2;

выходное напр жение блока 6, пропорциональное sintpn определ ющее амплитуду косинусной составл ющей сигнала с выхода второго управл емого делител 3, требуемый угол сдвига фазы. уда выходного сигнала фазоточно равна U0 после сумсоставл ющих и не зависит СР если выполн етс уело- 55

50

UO) +(UBCH.UO)S (4)

Q j

Q

5

0

где под радикалом сумма квадратов амплитуд синусной и косинусной составл ющих сигнала.

Изменение амплитуд синусной и косинусной составл ющих выходного сигнала в соответствии с описанным алгоритмом выполн етс с помощью управл емых делителей 2 и 3, на управл ющие входы которых подаютс сигналы, пропорциональные амплитудам синусной и косинусной составл ющих.

Сигнал управлени амплитудой синусной составл ющей подаетс с выхода второго сумматора 5 на управл ющий вход делител 2, а сигнал управлени косинусной составл ющей подаетс на управл ющий вход делител 3 с выхода блока 6. Блок 6, на входы которого подаютс входной и выходной сигналы устройства, выполн ет функцию стабилизации амплитуды выходного сигнала в процессе сдвига фазы. Суммирование составл ющих выходного сигнала с необходимыми амплитудами в соответствии с выражением (3) производитс с помощью сумматора 4.

Устройство позвол ет производить сдвиг фазы синусоидального сигнала в диапазоне углов (0-180°) либо (0-180°), если выходной сигнал снимать через инвертор 7. При этом, если U „„о 0, то на выход устройства проходит косинусна составл юща без изменени амплитуды, T.e.q 90

В процессе эксплуатации устройства возможна самопроизвольна расстройка блока 1.

Использу математическое выражение

cos(wt+W{) cosut,). cosCOt - -sinitp. sinCOt,(5)

где &Q - фазова расстройка блока 1, запишем выражение (3) с учетом (5)

ивых Ugnp Uo sinWt+UBCH U0.cos(cot+ +йф)иупр -UgSinCot-UscH U0 sinbqxsinat) + +UECH- TJ0costq coscot(Uynp - UgCH- sin&ty)U0sinCOt+UBcH U0cosA cos(Ot Ugnp U0sincot+UBcH U0cosuqj coscot, (6)

где и и„р Ugnp-tUcH1 si-пДф. Из сопоставлени слагаемых в выражени х (3) и (6) видно, что при фазовой расстройке блока 6 и отсутствии цели коррекции (блоки 5, 8 и 9) амплитуда синусной составл ющей измен етс на величину UgcH U sinii, a амплитуда косинусной составл ющей измен етс в cosЛф раз, т.е. нарушаетс условие равенства в выражении (3), и угол сдвига фазы в выходном сигнале будет отличатьс от требуемого значени , заданного величиной управл ющего напр жени U(.n. .

При наличии цепи коррекции (блоки 5, 8 и 9) выходное напр жение фильтра 9 низкой частоты UBb|X фнч и выходное напр жение фазочувствительного выпр мител Ueb| фЧ6 будет иметь вид, приведенный на фиг.26 и 2в (в зависимости от знака Ь().

Напр жение

ивы.9нч К ибсн U0sin 4, где К - коэффициент пропорциональности ,

поступает на вход сумматора 5, компенсиру изменение амплитуды синусной составл ющей. Выходное напр жение блока 6 U Бсн, воздейству на управл ющий вход второго управл емого делител 3, компенсирует изменение косинусной составл ющей. По окончании переходных процессов в блоках устройства в установившемс режиме работы на первом выходе устройства будет получен сигнал с фазой, котора со1

798896

ответствует заданно величине управл ющего напр жени .

t f

Таким образом, цепь коррекции, состо ща из фазочувствительного вы- пр митеп , фильтра 9 низких частот, второго сумматора 5, позвол ет существенно уменьшить вли ние фазовой 1Q расстройки блока 1 на величину угла сдвига фазы в выходном сигнале.

Claims

Формула изобретени

Управл емый фазовращатель по авт. св. № 1402962, отличающий- с тем, что, с целью повышени точности, в него введен фазочувстви- тельный выпр митель, фильтр низких частот и второй сумматор, выход которого подключен к управл ющему входу первого делител напр жени , выход второго управл емого делител напр жени подключен к входу фазочувствительного выпр мител , управл ющий вход которого подключен к источнику входного синусоидального сигнала, а выход подключен к входу фильтра низкой частоты, выход которого подклю-

чен к входу второго сумматора, второй вход которого подключен к источнику управл ющего напр жени .

Вых.2

VfafU0SM() .1

ибтФНЧ

J&.flW

ЦвыкФНЧ

Фиг. 2