Пристрій для формування гармонійних коливань із фіксованим фазовим зсувом у діапазоні частот

Пристрій для формування гармонійних коливань з фіксованим фазовим зсувом в діапазоні частот на основі базового фазового чотириполюсника, який містить першу послідовну R1C1 ланку, першу паралельну R2C2 і другу паралельну R3C3 ланки, причому виходи першої послідовної R1C1 ланки і першої паралельної R2C2 ланки сполучені з клемою виходу першого базового фазового чотириполюсника, яка через другу паралельну R3C3 ланку сполучена із загальною шиною ("землею"), який відрізняється тим, що в нього додатково введені перший і другий аналогові інвертори на операційних підсилювачах, перший і другий регульовані неінвертуючі масштабуючі підсилювачі і U 2 (19) 1 3 50812 другу паралельну R 3 C 3 ланку сполучена із загальною шиною («землею»). Недоліком прототипу є знижена функціональність, що проявляється в тому, що необхідна точність підтримки фазового зсуву забезпечується у відносно малому діапазоні частот. В основу корисної моделі поставлене завдання створити пристрій, який дозволить розширити діапазон робочих частот, де забезпечується необхідна точність підтримання фазового зсуву, або підвищити точність фазового зсуву в колишньому діапазоні робочих частот. Такий технічний результат досягається тим, що в пристрій для формування гармонійних коливань з фіксованим фазовим зсувом в діапазоні частот на основі базового фазового чотириполюсника, який містить першу послідовну R1C1 ланку, першу паралельну R 2C 2 і другу паралельну R 3 C 3 ланки, причому виходи першої послідовної R1C1 ланки і першої паралельної R 2C 2 ланки сполучені з клемою виходу базового фазового чотириполюсника, яка через другу паралельну R 3 C 3 ланку сполучена із загальною шиною («землею»), згідно до винаходу, в нього додатково введені перший і другий аналогові інвертори на операційних підсилювачах, перший і другий регульовані неінвертуючі масштабуючі підсилювачі і додатково введений другий базовий фазовий чотириполюсник, причому вихід першої послідовної R1C1 ланки другого фазового чотириполюсника і вихід першої паралельної R 2C 2 ланки другого фазового чотириполюсника сполучені з клемою виходу другого фазового чотириполюсника, яка через другу паралельну R 3 C 3 ланку другого фазового чотириполюсника сполучена із загальною шиною («землею»), при цьому вихід першого аналогового інвертора сполучений із входом першої послідовної R1C1 ланки першого фазового чоти 4 першої 1 послідовної R1C1 ланки і першої 2 паралельної R 2C 2 ланки сполучені з клемою 5 виходу першого базового фазового чотириполюсника, яка через другу 3 паралельну R 3 C 3 ланку сполучена із загальною шиною 6 («землею»), перший 7 і другий 8 аналогові інвертори на операційних підсилювачах, перший 9 і другий 10 регульовані неінвертуючі масштабуючі підсилювачі, другий базовий фазовий чотириполюсник, ідентичний першому, ` ` причому вихід першої 11 послідовної R 1C 1 ланки другого фазового чотириполюсника і вихід першої ` ` 12 паралельної R 2C 2 ланки другого фазового чотириполюсника сполучені з клемою 13 виходу другого фазового чотириполюсника, яка через ` ` другу 14 паралельну R 3 C 3 ланку другого фазового чотириполюсника сполучена із загальною шиною 6 («землею»), при цьому вихід першого 7 інвертора сполучений із входом першої 1 послідовної R1C1 ланки першого фазового чотириполюс ника, вихід другого 8 інвертора сполучений із вхо` ` ` люсника і першої 12 паралельної R 2C 2 ланки другого фазового чотириполюсника сполучені з вхідною клемою 4 пристрою, а клеми 5 і 13 виходів першого і другого фазових чотириполюсників через перший 9 і другий 10 регульовані неінвертуючі масштабуючі підсилювачі сполучені з вихідними 15 і 16 клемами пристрою відповідно. Пристрій працює таким чином, що може бути представлений у вигляді двоканального пристрою, де перший канал базується на першому базовому чотириполюснику, а другий канал — на другому базовому чотириполюснику. Кожний з каналів має однотипні передатні функції: риполюсника, вихід другого аналогового інвертора p2 сполучений із входом першої послідовної ланки другого фазового чотириполюсник, а входи першого і другого аналогових інверторів, а також входи першої паралельної R 2C 2 ланки першого R`2C`2 ланки другого фазового чотириполюсника сполучені з вхідною клемою пристрою, а клеми виходів першого і другого фазових чотириполюсників через перший і другий регульовані неінвертуючі масштабуючі підсилювачі сполучені з вихідними клемами пристрою відповідно. На фіг. 1 наведена структурна схема базової ланки. Пристрій, який складається з першого базового фазового чотириполюсника, що містить першу 1 послідовну R1C1 ланку, першу 2 паралельну R 2C 2 і другу 3 паралельну R 3 C 3 ланку, виходи w 4,5 (p) (1 4 b1 p p2 R `1C `1 фазового чотириполюсника і першої паралельної ` дом першої 11 послідовної R 1C 1 ланки другого фазового чотириполюсника, входи першого 7 і другого 8 інверторів, а також входи першої 2 паралельної R 2C 2 ланки першого фазового чотирипо b1 p 1) 1 1 2 p2 ; w 4,13 (p) (1 4 p p2 2 b2 b2 p 2) 1 1 2 2 , де індекси при W позначають вхід-вихід каналу, p - оператор Лапласа; R`1C`1 R1C1 1 С2 ;R 2 С1 С `2 2 b1 С `1 1 2 1 R1 ; R `2 R2C2 1 4 1 R 2 ;С3 4 1 ;R 3 1 R `1 ;b 2 1 2 2 2 R3C3 . R`3C`3 ; 4 1 С2 ; 1 4 1 1 4 1 ` R 2 ; С `3 4 1 ; R `3 2 1 R`2C`2 4 1 С `2 ; 1 4 1 5 50812 Для переходу до комплексного коефіцієнта передачі кожного з каналів замінимо 1 0 р j ; x. 0; . Тоді одержуємо комплексні коефіцієнти передачі для першого і другого каналів відповідно: 2arctg x K 4,5 ( j ) (1 4 1) e 2arctg b1 1 x ; b2 1 x x K 4,13 ( j ) (1 4 2 ) e . З цих співвідношень виходить, що амплітудночастотна характеристика кожного з каналів постійна в діапазоні частот і для кожного з каналів чисельно дорівнює: K 01( ) K 4,5 ( j ) K 02 ( ) K 4,13 ( j ) 1 4 1 4 1; 2; а фазочастотна характеристика кожного з каналів визначається наступними співвідношеннями: 6 1( ) b1 2 arctg x 1 x ; 2( ) b2 2 arctg x 1 x Постійні 1 і 2 (і, відповідно, b1 і b 2 ) для кожного каналу визначаються, виходячи з умов 2 отримання необхідних фазових зсувів 1 і гармонійних вихідних сигналів першого і другого каналів, відносно вхідного гармонійного коливання (іншими словами, для отримання необхідного фа2 0 при максимально допусзового зсуву 1 тимому відхиленні фазового зсуву від необхідного значення 2 в заданому діапазоні частот). Тоді на виході пристрою різниці фаз коливань 1 2 0 2 о— 2 , то і 1 2 Оскільки 1 Тому для вирівнювання амплітуд коливань на виходах кожного з каналів встановлені перший 9 і другий 10 регульовані неінвертуючі масштабуючи підсилювачі. . 7 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 50812 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП ―Український інститут промислової власності‖, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601