Tworzenie przesunięcia fazowego sygnału okresowego. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Projektant radioamatorów

 Komentarze do artykułu

Czasami przy projektowaniu urządzeń radioelektronicznych konieczne staje się utworzenie przesunięć czasowych i fazowych impulsowych sygnałów okresowych. Przesunięcie czasowe jest dość łatwe do uzyskania (przy użyciu multiwibratora oczekującego, obwodu różnicującego lub linii opóźniającej). Sytuacja jest bardziej skomplikowana w przypadku przesunięcia fazowego, ponieważ w tym przypadku czas opóźnienia jest odwrotną funkcją częstotliwości wejściowej.

Autor artykułu opowiada o trudnościach, jakie się tu pojawiają, sposobach ich przezwyciężenia, podaje praktyczne przykłady wykorzystania wyników swojej pracy.

Aby utworzyć przesunięcie fazowe, najczęściej stosuje się metodę cyfrową, ale ma ona takie wady, jak złożoność przełączania, zastosowanie generatora pomocniczego, etapy regulacji i duża liczba wymaganych elementów elektronicznych [1].

Inne metody tworzenia przesunięcia fazowego nie są wystarczająco opisane w literaturze krótkofalowej. Często zamiast opóźnienia fazowego stosuje się opóźnienie czasowe z korekcją częstotliwości, co prowadzi do znacznej nieliniowości odpowiedzi fazowej lub do zawężenia pasma częstotliwości pracy urządzeń. Tymczasem obwody analogowo-cyfrowe pozwalają w prosty sposób uzyskać akceptowalne parametry przesunięcia fazowego w szerokim zakresie częstotliwości.

Jednostka fazowa, na którą zwrócono uwagę czytelników (ryc. 1, a) jest wykonana na wyzwalaczu D lub RS i nie wymaga stosowania generatorów pomocniczych. Eliminuje główne problemy związane z uzyskaniem przesunięcia fazowego względem jednego ze spadków sekwencji impulsów w szerokim zakresie częstotliwości. W przypadku różnic dodatnich wejścia C lub R wyzwalacza DD1 można wykorzystać niezależnie (podając sygnał o dowolnym współczynniku wypełnienia na wejście C i krótkie impulsy na wejście R poprzez obwód różnicujący). Jeśli odwrócisz sygnał wejściowy, możesz zastosować przesunięcie fazowe dla ujemnych spadków.

W przypadku dodatniej różnicy na wejściu C lub R wyzwalacz DD1 przechodzi do stanu zerowego i kondensator całkujący C2 zaczyna być ładowany liniowo poprzez odwrotne wyjście wyzwalacza z generatora prądu G1. Gdy tylko napięcie na wejściu S osiągnie próg (dla logiki CMOS napięcie progowe Uthr jest w przybliżeniu równe Upit / 2), wyzwalacz przechodzi w stan pojedynczy i do momentu pojawienia się kolejnego dodatniego spadku kondensator C2 zostanie rozładowany poprzez odwrotne wyjście wyzwalacza z generatora prądu G2. Głębokość rozładowania, a co za tym idzie czas kolejnego ładowania, który wyznacza czas trwania impulsu wyjściowego, jest wprost proporcjonalna do prądu I2 i odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości.

Z podobieństwa krzywych ładowania kondensatora C2 (wykres UC2 na ryc. 1,b) widać, że przesunięcie impulsów wyjściowych Uout, wyrażone w jednostkach kątowych (faza), nie zależy od częstotliwości wejściowej , ale na stosunku wartości prądów I1 i I2. Fazę wyjściową można regulować zmieniając prąd jednego z generatorów, zapewniając spełnienie warunku I1>I2. W takim przypadku minimalny kąt będzie zawsze większy od zera, ponieważ kondensatora C2 nie można natychmiast naładować, a maksymalny kąt jest nieco mniejszy niż 180 stopni. (w pobliżu tej wartości węzeł przechodzi w tryb oscylacyjny). Określone przesunięcie fazowe jest stabilne w przedziale częstotliwości roboczej, a przy gwałtownej zmianie częstotliwości jest przywracane po krótkim procesie przejściowym.

Wraz ze wzrostem częstotliwości sygnału wejściowego amplituda składowej zmiennej na kondensatorze C2 maleje i od pewnego momentu wyzwalacz przestanie przełączać na wejściu S, co jest czynnikiem ograniczającym. Zastosowanie integralnego timera KR1006VI1, który ma czułe komparatory wejściowe na wejściach wewnętrznego wyzwalacza, zwiększa przedział częstotliwości ponad dziesięciokrotnie i umożliwia w większości przypadków zastąpienie generatorów prądu rezystorami, zmieniając ich rezystancję istnieje możliwość sterowania przesunięciem fazowym generowanym przez urządzenie (rys. 2).

Główne parametry tego węzła są następujące: granice płynnej kontroli fazy -

przedział częstotliwości - granice zmiany częstotliwości wejściowej, przy której określona faza pozostaje niezmieniona, - ponad dziesięć oktaw lub trzy dekady, dolna częstotliwość jest odwrotnie proporcjonalna do pojemności kondensatora C2 i może osiągnąć dziesiąte i setne herca , górna częstotliwość - do setek kiloherców, jak w przypadku konwencjonalnych relaksatorów.

Aby wybrać stosunek wartości rezystorów dla danego przesunięcia fazowego (patrz rys. 1), można skorzystać ze wzoru:

gdzie K=Upit/Uthr (dla logiki CMOS K=2), a do wyznaczenia przesunięcia fazowego ze znanego stosunku wartości rezystancji rezystorów do napięcia progowego wejścia S wyzwalacza – wzór:

Dolna częstotliwość wejściowa jest w przybliżeniu szacowana na podstawie wyrażenia:

Obliczenie węzła fazowego na timerze KR1006VI1 ma pewne różnice ze względu na fakt, że kondensator C2 jest ładowany przez połączone szeregowo rezystory R2 i R3, rozładowywany przez rezystor R2, a wejście S jest tutaj odwracane. Wykres napięcia na kondensatorze w tym przypadku będzie odwrotny w porównaniu z wykresem UC2 na ryc. 1b. Dlatego wartość napięcia progowego należy mierzyć nie od wspólnego przewodu, ale od napięcia zasilania. W rozpatrywanym przypadku Upor=2Upit/3, czyli K=1,5. W tym przypadku formuła (2) będzie wyglądać następująco:

Rezystancję rezystora R2 w większości przypadków można przyjąć jako równą 100 kOhm. Jeśli kąt należy mierzyć w stopniach, wówczas we wszystkich wzorach liczbę pi zastępuje się 180 stopniami. Zastosowanie opisanego zespołu fazowego (rys. 2) umożliwia tworzenie przy minimalnych kosztach urządzeń trudnych do realizacji w inny sposób. I tak na przykład na ryc. 3a przedstawia schemat podwajacza częstotliwości dla dowolnego sygnału cyklu pracy, który zapewnia na wyjściu sygnał w kształcie meandra. W podwajaczu najpierw następuje sekwencyjne przesunięcie fazowe aż do 270 stopni. węzły A1-A3, po czym sygnały pośrednie są sumowane modulo 2 element D1 WYŁĄCZNIE LUB. Użycie elementu EXCLUSIVE OR jest opcjonalne. Bardziej powszechny element NAND jest w zupełności wystarczający. Schematy sygnałów pozostają takie same. Wykresy na ryc. 3b ilustrują działanie urządzenia. Podobne urządzenie zbudowane na multiwibratorach rezerwowych [2] daje podobny wynik tylko dla jednej częstotliwości, której zmiana wymaga dostosowania wartości znamionowych elementu.

Aby wytworzyć napięcie trójfazowe, zwykle stosuje się jednostkę składającą się z generatora fali prostokątnej dla potrójnej częstotliwości i dzielnika częstotliwości przez 3, który zapewnia odpowiednie przesunięcie fazowe na wyjściach. W niektórych przypadkach wygodniej jest uzyskać napięcie trójfazowe, mnożąc częstotliwość za pomocą dwóch węzłów przesunięcia fazowego A1, A2 (ryc. 4), co daje opóźnienie 120 stopni.

Trzeci cykl tworzy element logiczny D1. Rozdzielacz może służyć do zasilania silników trójfazowych o zmiennej prędkości obrotowej lub do sterowania multiplekserem trójkanałowym podczas przełączania sygnałów. Kształt impulsów wyjściowych pokazano na ryc. 4b.

Innym przykładem jest regulator czasu zapłonu silnika samochodowego wyposażonego w tranzystorowy układ zapłonowy. Taki regulator pozwala skorygować pracę układu zapłonowego silnika przy zmianie jego trybu pracy bezpośrednio z kabiny [3]. Proponowane urządzenie (rys. 5, a) składa się z bezpośredniego kanału do przekazywania impulsów ze styków S1 przerywacza do układu zapłonowego i opóźniania impulsów pod zadanym kątem za pomocą jednostki fazowej. Po dodaniu sekwencji impulsów na elemencie logicznym D1 otrzymujemy sygnał wyjściowy charakteryzujący się regulowanym momentem powstania iskry i niemal stałym czasem gromadzenia energii w uzwojeniu pierwotnym cewki zapłonowej.

literatura

1. Biryukov A. Cyfrowy korektor oktanowy. - Radio, 1987, nr 10, s. 34-37.
2. Shifrin A. Podwojenie częstotliwości sygnału impulsowego. - Radio, 1992, nr 12, s. 32.
3. Korektor kąta Bespalov V. OZ. - Radio, 1988, nr 5, s. 17, 18.

Autor: S. Vychukzhanin, Petersburg

Zobacz inne artykuły Sekcja Projektant radioamatorów.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Powerbank Stuffcool Snap Lightning dla Apple 28.04.2023 Stuffcool ogłosił nowe akcesorium do urządzeń Apple o nazwie Snap Lightning. Nowością jest zewnętrzna bateria 5000 mAh do iPhone'a, iPada, AirPods. Akcesorium posiada port Lightning do podłączenia do wymienionych wcześniej urządzeń, zapewniając moc ładowania do 20W. Przenośna bateria ma 5 cm wysokości, waży 92 g i jest szeroka na 7 cm. Nowość obsługuje szybkie ładowanie 18 W, co pozwala na pełne naładowanie AirPods w około 2,5 godziny lub naładowanie dowolnego iPhone'a do 50% w zaledwie 30 minut. Przenośna bateria otrzymała wskaźnik LED. Cena nowości to 29 dolarów, gwarancja 6 miesięcy.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Cząsteczki ciemnej materii mogą być ultralekkie

▪ Smartfon Sony Xperia 5 IV

▪ KODAK wprowadza na rynek aparat cyfrowy z łącznością WIFI

▪ Duży zbiornik wodny odkryty pod powierzchnią Marsa

▪ Egzoszkielet do adaptacji do chodzenia

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Baterie, ładowarki. Wybór artykułów

▪ artykuł Umysł dla rozumu przychodzi. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Co to jest papirus? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Skrytki wyposażenia. Rzeczy szpiegowskie

▪ artykuł Stabilny timer na KR1006VI1. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Chipy FPGA XILINX: seria VIRTEX. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

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

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024