ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОРТОГОНАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ В ТРЕУГОЛЬНЫЙ С УМНОЖЕНИЕМ

Полезная модель относится к области радиотехники и вычислительной техники и может быть использована в радиолокации, в преобразователях «напряжение-временной интервал», широтно-импульсных модуляторах, устройствах временной задержки и т.д.
Известен формирователь [Шустов М.А. Аддитивный формирователь сигнала треугольной формы. - Радиотехника, 2003, №1, стр. 95, рис. 1).], содержащее фазовращатель, выполненный из фазосдвигающей RC-цепи, два двухполупериодных выпрямителя и сумматор, на выходе которого формируется сигнал треугольной формы.
Недостатком данного формирователя является то, что фазовращатель обеспечивает фазовый сдвиг на угол 90 электрических градусов, но только для одного фиксированного значения частоты входного сигнала. При переходе на другую частоту необходима перестройка постоянной времени фазосдвигающей RC-цепи.
8
Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели является преобразователь ортогональных сигналов в треугольный с умножением [Авторское свидетельство СССР №1166265 МПК Н03В 19/00, опубл. 07.07.1985 г.], содержащий селектор большего сигнала, селектор меньшего сигнала, сумматор, коммутатор и вычитатель, причем первый и второй входы сумматора, являются соответственно входами косинусоидального и синусоидального сигналов, а выход соединен с управляющим входом коммутатора, первый вход селектор большего сигнала соединен с первым, входом сумматора, первый вход селектор меньшего сигнала соединен со вторым входом сумматора, вторые входы селектора большего сигнала и селектора меньшего сигнала являются соответственно входом синусоидального и косинусоидального сигналов, а их выходы соединены соответственно с первым и вторым сигнальными входами коммутатора, при этом первый и второй выходы коммутатора соединены с соответствующими входами вычитателя.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Недостатком данного преобразователя является низкий коэффициент умножения частоты, равный двум.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение коэффициента умножения частоты.
Указанный технический результат достигается тем, что в известный преобразователь ортогональных сигналов в треугольный с умножением, содержащий селектор большего сигнала, селектор меньшего сигнала и сумматор, селектор большего сигнала и селектор меньшего сигнала, дополнительно введен блок преобразования фаз, причем селектор большего сигнала и селектор меньшего сигнала дополнительно снабжены третьими входами, причем первый, второй и третий входы селектора большего сигнала и селектора меньшего сигнала подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам блока преобразования фаз, первый и второй входы которого являются соответственно входами синусоидального и косинусоидального сигналов, а выходы селектора большего сигнала и селектора меньшего сигнала подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого соединен с выходом преобразователя.
Существенными отличиями предлагаемого преобразователя является введение блока преобразования фаз и организация новых связей между элементами устройства. Совокупность элементов и связей между ними обеспечивают достижение положительного эффекта - повышение коэффициента умножения частоты.
вх1
вх2
ф
1
2
вых
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя, на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений u, u, u, u, u и u.
Преобразователь (фиг. 1) содержит блок преобразования фаз 1 селектор большего сигнала 2, селектор меньшего сигнала 3 и сумматор 4.
вх1
m вх
вх2
m вх
Преобразователь работает следующим образом. На первый и второй входы блока преобразования фаз 1 поступают соответственно входные ортогональные напряжения u=Usinωt и u=Ucosωt.
A
B
C
вх1
вх2
A
В блоке преобразования фаз 1 формируется трехфазная система напряжений u, u, u путем геометрического суммирования в требуемых пропорциях ортогональных синусоидальных напряжений u и u, поступающих на соответствующие его входы. Поскольку амплитуды ортогональных напряжений всегда одинаковы, то на выходах блока преобразования фаз 1 обеспечиваются стабильные межфазовые сдвиги выходных напряжений 120 эл. градусов, при нулевой начальной фазе напряжения u.
A
B
C
На входы селектора большего сигнала 2 и селектора меньшего сигнала 3 с соответствующих выходов блока преобразования фаз 1 поступают соответственно фазные напряжения u, u, u (фиг. 2):
A
m вх
B
m вх
C
m вх
u=Usinωt; u=Usin(ωt-120°); u=Usin(ωt+120°),
m вх
где U - амплитуда входных ортогональных напряжений; со - круговая частота фазного напряжения.
A
B
C
1
A
B
C
2
Селектор большего сигнала 2 выделяет огибающую напряжений, соответствующую максимумам фазных напряжений u, u, u, и на его выходе формируется пульсирующее постоянное напряжение u положительной полярности (фиг. 2). Селектор меньшего сигнала 3 выделяет огибающую напряжений, соответствующую минимумам фазных напряжений u, u, u, и на его выходе формируется пульсирующее постоянное напряжение u отрицательной полярности (фиг. 2).
1
2
вых
Выходные напряжения u и u селектора большего сигнала 2 и селектора меньшего сигнала 3 подаются на входы сумматора 4, на выходе которого после операции суммирования формируется переменное напряжение u треугольной формы (фиг. 2), частота которого равна 3ω, т.е. коэффициент умножения частоты равен трем. У прототипа частота напряжения треугольной формы равна 2ω, т.е. коэффициент умножения частоты равен двум.
Таким образом, введение в устройство блока преобразователя фаз 1 и организация новых связей позволило достигнуть технический результат - повышение коэффициента умножения частоты.
При практической реализации предлагаемого устройства блок преобразования фаз 1 можно выполнить по принципу (Дубровин B.C. Применение фазовращающих цепей при построении многофазных генераторов гармонических сигналов / Электроника и информационные технологии. №1 (10), 2011, стр. 1; рис. 1). Селектор большего сигнала 2 и селектор меньшего сигнала 3 можно выполнить в виде блоков выделения максимума и минимума на операционном усилителе (ОУ) по схемам (Справочник по средствам автоматики / Под. Ред. В.Э. Низэ и И.В. Антика. - М.: Энергоатомиздат, 1983, стр. 168, рис. 6.57, 6.58). Сумматор 3 представляет собой обычный двухвходовой сумматор на ОУ.