Формування фазового зсуву періодичного сигналу. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Радіоаматор-конструктор

 Коментарі до статті

Іноді при проектуванні радіоелектронних пристроїв виникає необхідність формування часового та фазового зсувів імпульсних періодичних сигналів. Тимчасовий зсув отримати досить просто (за допомогою мультивібратора, що чекає, диференціюючого ланцюга або лінії затримки). Складніша справа з фазовим зсувом, так як в цьому випадку час затримки є зворотною функцією вхідної частоти.

Автор статті розповідає про труднощі, що виникають тут, шляхи їх подолання, дає практичні приклади використання результатів своєї роботи.

p align="justify"> Для формування фазового зсуву найчастіше застосовують цифровий спосіб, але йому властиві такі недоліки, як складність комутації, застосування допоміжного генератора, ступінчастість регулювання і велика кількість необхідних електронних елементів [1].

Інші методи формування фазового зсуву недостатньо висвітлені в радіоаматорській літературі. Нерідко замість фазової застосовують тимчасову затримку з частотною корекцією, а це призводить до значної нелінійності фазочастотної характеристики або звуження робочої частотної смуги пристроїв. Тим часом аналого-цифрова схемотехніка дозволяє простими засобами отримати прийнятні параметри фазового зсуву широкому частотному інтервалі.

Пропонований до уваги читачів фазовий вузол (рис. 1,а) виконаний на D- або RS-тригері і не вимагає застосування допоміжних генераторів. Він знімає основні проблеми отримання фазового зсуву щодо одного зі перепадів імпульсної послідовності у широкому частотному інтервалі. Для плюсових перепадів входи або R тригера DD1 можна використовувати незалежно (подаючи на вхід С сигнал будь-якої шпаруватості, а на вхід R - короткі імпульси через диференціюючий ланцюг). Якщо інвертувати вхідний сигнал, можна здійснити зсув фази для мінусових перепадів.

По плюсовому перепаду на вході або R тригер DD1 перемикається в нульовий стан і інтегруючий конденсатор С2 починає лінійно заряджатися через інверсний вихід тригера від генератора струму G1. Як тільки напруга на вході S досягне порогової (для логіки КМОП порогова напруга Uпор приблизно дорівнює Uпіт/2), тригер перемикається в одиничний стан і до приходу наступного плюсового перепаду відбуватиметься розрядка конденсатора С2 через інверсний вихід тригера від генератора струму G2. Глибина розрядки, отже, і час наступної зарядки, що визначає тривалість вихідного імпульсу, прямо пропорційна струму I2 і обернено пропорційна частоті.

З подібності кривих перезаряджання конденсатора С2 (графік UC2 на рис. 1,б) видно, що зсув вихідних імпульсів Uвих, виражений у кутових одиницях (фаза), залежить не від вхідної частоти, а від відношення значень струму I1 і I2. Регулювати вихідну фазу можна зміною струму одного з генераторів, забезпечуючи виконання умови I1>I2. При цьому мінімальний кут завжди буде більше нуля, так як конденсатор С2 не може бути заряджений миттєво, а максимальний - трохи менше 180 град. (поблизу цього значення вузол перетворюється на коливальний режим). Заданий зсув фази стабільний у межах робочого частотного інтервалу, а при різкій зміні частоти відновлюється після короткочасного перехідного процесу.

У міру підвищення частоти вхідного сигналу амплітуда змінної складової на конденсаторі С2 зменшується і, починаючи з деякого моменту, тригер перестане перемикатися на вході S, що є обмежуючим фактором. Застосування інтегрального таймера КР1006ВІ1, що має на входах внутрішнього тригера чутливі вхідні компаратори, розширює частотний інтервал більш ніж у десять разів і дозволяє в більшості випадків замінити генератори струму резисторами, зміною опору яких можна регулювати фазовий зсув, що формується пристроєм.

Основні параметри цього вузла такі: межі плавного регулювання фази -

частотний інтервал - межі зміни вхідної частоти, при якій задана фаза залишається незмінною, - більше десяти октав або трьох декад, нижня частота - обернено пропорційна ємності конденсатора С2 і може досягати десятих і сотих часток герца, верхня частота - до сотень кілогерц, як і для Звичайних релаксаторів.

Для вибору співвідношення номіналів резисторів за заданим фазовим зсувом (див. рис. 1) можна використовувати формулу:

де K=Uпіт/Uпор (для логіки КМОП K=2), а для визначення фазового зсуву за відомим співвідношенням значення опору резисторів і порогової напруги входу S тригера - формулу:

Нижню вхідну частоту орієнтовно оцінюють з виразу:

Розрахунок фазового вузла на таймері КР1006ВІ1 має деяку відмінність у зв'язку з тим, що конденсатор С2 заряджається через послідовно з'єднані резистори R2 і R3, що розряджається через резистор R2, а вхід S тут інвертує. Графік напруги на конденсаторі у разі буде інверсним проти графіком UC2 на рис. 1, б. Тому значення порогової напруги необхідно відраховувати не від загального дроту, а від напруги живлення. У цьому випадку Uпор=2Uпит/3, т. е. K=1,5. Для цього випадку формула (2) матиме вигляд:

Опір резистора R2 у більшості випадків можна прийняти рівним 100 кОм. Якщо кут потрібно відраховувати у градусах, то у всіх формулах число пі замінюють на 180 град. Застосування описаного фазового вузла (рис. 2) дозволяє з мінімальними витратами створювати пристрої, що важко реалізуються іншими способами. Приміром, на рис. 3а показана схема подвоювача частоти сигналу довільної шпаруватості, що забезпечує на виході сигнал форми "меандр". У подвоювачі спочатку відбувається послідовне зсув фази до 270 град. вузлами А1-А3, після чого проміжні сигнали підсумовує по модулю 2 елемент D1 ВИКЛЮЧНЕ АБО. Застосування тут елемента ВИКЛЮЧАЄ АБО не обов'язково. Цілком досить поширеного елемента І-НЕ. Діаграми сигналів при цьому залишаються незмінними. Графіки на рис. 3,б ілюструють роботу пристрою. Подібний пристрій, побудований на мультивібраторах, що чекають [2], забезпечує аналогічний результат тільки для однієї частоти, при зміні якої потрібно коригування номіналів елементів.

Для формування трифазної напруги зазвичай використовують вузол, що складається з генератора прямокутних імпульсів на потрійну частоту та дільника частоти на 3, що забезпечує на виходах відповідний фазовий зсув. В окремих випадках буває зручніше отримувати трифазну напругу множенням частоти за допомогою двох фазозсувних вузлів А1, А2 (рис. 4), що дають затримку на 120 град.

Третій такт формує логічний елемент D1. Розподільник може бути застосований для живлення трифазних двигунів з регульованою частотою обертання ротора або для керування триканальним мультиплексором при комутації сигналів. Форму вихідних імпульсів представлено на рис. 4,б.

Ще один приклад – регулятор кута випередження запалення для двигуна автомобіля, оснащеного контактною транзисторною системою запалювання. Подібний регулятор дозволяє коригувати роботу системи іскроутворення двигуна за зміни його режиму роботи безпосередньо з кабіни [3]. Пропонований пристрій (рис. 5,а) складається з прямого каналу передачі імпульсів з контактів S1 переривника до системи запалення і затримує імпульси на заданий кут за допомогою фазового вузла. Після складання імпульсних послідовностей на логічному елементі D1 Отримаємо вихідний сигнал, що характеризується регульованим моментом формування іскри і майже постійною тривалістю накопичення енергії в первинній обмотці котушки запалювання.

література

1. Бірюков А. Цифровий октан-коректор. – Радіо, 1987, № 10, с. 34 – 37.
2. Шифрін А. Подвоєння частоти імпульсного сигналу. – Радіо, 1992, № 12, с. 32.
3. Беспалов В. Коректор кута ОЗ. – Радіо, 1988, № 5, с. 17, 18.

Автор: С.Вичукжанін, м.Санкт-Петербург

Дивіться інші статті розділу Радіоаматор-конструктор.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Передача даних з електромережі 29.09.2000 Консорціум HomePlug Powerline Alliance, до складу якого входять 38 компаній, включаючи Cisco Systems, Hewlett-Packard, 3Com, Intel, AMD, оголосив про вибір як базову технологію невеликої компанії Intellon, яка однією з перших стала займатися розробками в галузі передачі даних по електромережі. . Мережні пристрої, сумісні з даною технологією, дозволять користувачам використовувати розведення домашньої електромережі як середовище для спільного доступу до Інтернету, передачі аудіо- та відеосигналів. Основною проблемою залишається фільтрація перешкод, що наводяться у мережі іншими електроприладами. Масовий випуск пристроїв очікується у першій половині 2001 р.

Інші цікаві новини:

▪ 128x32-LED з електронікою управління та відеоінтерфейсом VISHAY

▪ Місячний ковчег для біоматеріалів

▪ Холод корисний для тренувань

▪ Карбід-кремнієві MOSFET серії CoolSiC

▪ Праворукість у нас від риб

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Електромонтажні роботи. Добірка статей

▪ стаття Філософія. Шпаргалка

▪ стаття Де і коли сутичка спортивних фанатів призвела до бунту та загибелі 35 тисяч людей? Детальна відповідь

▪ стаття Обслуговування та ремонт фреонових холодильних установок та обладнання приміщень, що охолоджуються. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Блок управління потужністю на сонячних елементах Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Кабелі коаксіальні вітчизняні РК75-9-12 - РК75-44-17. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024