SU285105A1 - Дискретный фазовращатель с низкоомньш выходом - Google Patents

Description

Развитие информационно-измерительной техЕвки требует дальнейшего совершенствовани  первичных преобразователей: повышенп  их точности, расширени  частотного диапазона , использовани  более дешевых элементов схемы.

Изобретение относитс  к числу таких преобразователей , в Частности к фазовращател -м дл  создани  пол рно-координатных и компенсационных фазометров. Необходимо отметить, что тачное воспроизведение фазового сдвига - задача более сложна , чем измерение одВига фаз на основе измерени  частоты или времени, дл  которых существуют более точные эталоны.

Известны устройства, в которых выходное напр жение с регулируемыми значени ми модул  и фазы лолу1аетс  .путем суммировани  двух токов, наход щихс  в квадратуре , на низкоомном сооротивлении.

При формировании в устройстве напр жени  с заданной фазой и посто нным модулем выходного напр жени  необходимо каждый раз рассчитывать величины сопротивлений.

В предлагаемом фазовращателе фаза регулируетс  подекадно в «аждом квадранте трем  переключател ми {например, через 10°, 1° и 0,1°), что достигаетс  суммированием трех синфазных и трех квадратурных токов, два из которых протекают через все сопротивление RH, а четыре - через определенные части этого сопротивлени . Причем сумма синфазных токов всегда пропорциональна созф, а сумма квадратурных - з1пф. Использована алтроксимаци  функций созф Т1 з1пф в диапазоне О-90° через равные интервалы

- отрезками пр мых, число которых равно п.

Принципиальна  схема декадного низкоомного фазовращател  показана на чертеже . Выходное напр жение Ug, амплитуда которого посто нна, а фаза регулируетс  подекадно трем  переключател ми (в рассматриваемом конкретном случае шестиплатным переключателем Я/--через 10°, двухплатным П2 - через Г и ПЗ - через 0,1°), снимаетс  с сопротивлени  выходного делител  10 г (VH). Контакты переключател  Я/ перемещаютс  в горизонтальном направлении , а контакты переключателей 172 и ПЗ Б вертикальном направлении. На входы фазовращател  подаютс  два напр жени , сдвинутые на 90° и равные :по амплитуде.

Дл  формировани  посто нного по модулю напр жени  с регулируемым фазовым сдвигом в схеме реализуетс  соотношение: Коэффициенты cos ф И sin ф .при изменении фазы выходного напр жени  ф устанавливаютс  одновременно переключател ми 171, П2 и ЯЗ. Дл  упрощени  устройства при сохранении в достаточной степени его метрологических характер стих использована алпромаци  синусно-косинусной зависимости в Пределах от О до ЭО через равные интервалы (10°), т. е. использовано функциональное аналого-1кодовое преобразование. Дл  у снени  принцила работы рассмотрим грубую регулировку фазы переключателем П1 при выведенных переключател х П2 и ПЗ. В этом случае имеем: t/o(x,){xO+/(x,) +/3,(xi).10r+ + /2(i)9r,(1) гдеХ -положени  переключател  П1 (О, 1, 2, ..., 8), с помощью которого фаза измен етс  через 10°; 1(Х:) -квадратурна  составл юща  тока, через сопротивлени  (ВЫХОДНОГО делител ; I(xi), /2(A;i), /3 (xi)-синфазные составл ющие тока через сопротивлени  выходного делител . Сопротивлени  фазовращател , коммутируемые шестиплатным переключателем П1, выбраны из следующих соотношений: ; (цепь I), R(,) ; (цепь II), , (xi + 1) .(A:,) HTC sin (xi +1) -- - sin X2 -r- 2n2л ( цепь III), (.lCi) COS Jfj - - COS (Xi + 1) ( цепь IV), K(x,} WR,(x,); (цепь V), R,(x,) (л:0; (цепь VI), где n - число отрезков аппроксимации (в нашем случае п 9). Параметр фазовращател  R и сопротивление одной секции выходного делител  г должны удовлетвор ть соотношению: Подставл   вышеприведенные соотнощепи  (2-7) В уравнение (1) и учитыва  (8), получим выражение дл  мгновенного значени  выходного напр жени  UQ: o f/«- -Sinfc« + X,-f V J Таким образом, лрч изменении положени  л:1 переключател  Я/ фаза выходного напр Лубни  измен етс  через 10°, а модуль остаетс  посто нныл и равным . При увеличении фазы величина тока l(x,i} увеличиваетс , а тока I(i) уменьшаетс  (соотношени  2-3). Измен ютс  и токи h(X, Iz(y), h(xi) и Iz(xi) в соответствии с изменением крутизны пр мой аппроксимирующей функции cos ф или sin ф. Счита  далее с апределенньш приближением , что функции sin9 и cosф линейны в интервале-- (т. е. в интервале 10°), их регулировку производ т линейными делител ми при помощи переключателей П2 и ПЗ. При иЗ.мененли положений переключателей П2 и ПЗ токи I2(xi), /2(1), /3(:1) и Isixi) проход т через соответствующее число сопротивлений выходного делител . Цена делени  переключателей П2 и ПЗ по каждой квадратурной составл ющей измен етс  в соответствии с изменением наклона аппроксимирующей пр мой при изменении Xi, что следует из соотнощений (4-7). При этом цена делени  переключател  ПЗ всегда меньше в 10 раз цены делени  переключател  П2. Итак,, в общем случае имеем: ,t+ (А:, + 0,1х2-Ю,01хз)1 . f I2п J Детальный  пализ показал, что уже при (переключатель П1 регулирует фазу через 10°) методическа  погрешность фазы не превосходит одной минуты. Как показал анализ, с достаточной точностью необходимо изготавливать только сопротивлени  г, R(XI) и R(XI). Точность же изготовлени  сопротивлений Rzixi) и .2(2) может быть снижена в 3 раза, а сопротивлений Кз(х1) и R3(xi) IB 10 раз (6), (7). Например , при допустимой погрешности R{xi) и R(xi), равной 0,1%, получим 0,3% дл  сопротивлений R2(xi) и R2{X }, и 1%-дл  сопротивлений Кз(Х}) и R3(xi). Изготовление таких сопротивлений не представл ет затруднений . При этом дополнительна  погрешность модул  выходного напр жени , вызванна  неточностью изготовлени  сопротивлений , не превысит 0,2%. Выход фазовращател  низкоомный и, слеовательно , достаточно .мощный, что практиески устран ет вли ние нагрузки на модуль ыходного напр жени . Активна  нагрузка е вли ет на фазу выходного напр жени . В выходной цепи устройства «ет переключающихс  контактов. Подекадна  дискретна  регулировка фазы позвол ет использовать фазавращатель в схемах автоматических цифровых приборов. Устройство вы1польено полностью ;из активных сопротивлений, что создает предпосылки дл  успешного .применени  предлагаемого фазовращател  в схемах пол рно-координатных -компенсаторов и комленсационных фазометров как ручного, так и автоматического уравновещивани  IB широком диапазоне частот и на малый предел измерени  - пор дка 10 мв. Предмет изобретени  Дискретный фазовращатель с низ1коомным выходом и лосто нным модулем напр жени  выхода состо щий из двух источников равных ПО модулю ортогональных напр жений и резисторов, отличающийс  тем, что, с целью поразр дного регулировани  фазы, низкоомный резистор снабжен п-отводами (п-число знаков младшего разр да) и соединен с 2 г-1ветв ми (т-чг сло разр дов и число Ветвей, .подключенных к одному источнику), причем две ветви старшего разр да соедин ют источники напр жений с полным числом секций низкоомного резистора, а остальные 2(т-1) ветвей вдладших разр дов соедин ют .источники напр жений с отводами низкоомиого резистора.

АУ 3 I г

iri/