ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

фазовое звено

Классы МПК:H03H7/18 фазосдвигающие (фазовращающие) цепи 
H03H11/16 фазовращающие схемы
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военный институт радиоэлектроники (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2005-06-14
публикация патента:

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в реализации линий задержки, фазовращателей и фазовых корректирующих устройствах с высокими показателями качества. Технический результат заключается в увеличении динамического диапазона и устойчивости фазового звена третьего порядка в ARLC элементном базисе. За счет соединения параллельно конденсатору (С2) элемента индуктивности (L1), соединенного одной точкой с корпусом, а другой - через первый конденсатор (C1) - с неинвертирующим входом операционного усилителя (фазовое звено, патент № 2292111 ), который через первый резистор (R1) подключен к входу фазового звена, а он через второй резистор (R2 ) соединен с инвертирующим входом операционного усилителя (фазовое звено, патент № 2292111 ), который через третий резистор (R3) соединен с выходом операционного усилителя, являющимся выходом звена, обеспечивается более низкое значение активной чувствительности. 5 ил. фазовое звено, патент № 2292111

Рисунки к патенту РФ 2292111

фазовое звено, патент № 2292111 фазовое звено, патент № 2292111 фазовое звено, патент № 2292111 фазовое звено, патент № 2292111 фазовое звено, патент № 2292111

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в каналообразующей аппаратуре для реализации устройств обработки фазового спектра сигналов с высокими показателями качества.

Целью изобретения является увеличение динамического диапазона и устойчивости активных фазовых звеньев третьего порядка. Цель достигается использованием элемента индуктивности в топологии схемы и получение графа цепи, обеспечивающего лучшие показатели качества.

Сущность изобретения состоит в том, что за счет подключения входа звена через первый резистор (R1) к неинвертируемому, а через второй резистор (R2) к инвертируемому входам операционного усилителя (фазовое звено, патент № 2292111 1), выход которого, являясь выходом фазового звена третьего порядка, подключен через третий резистор (R 3) к инвертируемому своему входу, а неинвертируемый вход дополнительно подключен через первый (С1) и второй (С2) конденсаторы к корпусу, который через элемент индуктивности (L1) соединен с общей их точкой включения, происходит увеличение динамического диапазона и устойчивости фазового звена в результате уменьшения значений чувствительности передаточных функций к отключению параметра усиления (фиг.1).

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в линиях задержки, фазовращателях и фазовых корректирующих устройствах.

Наиболее близким по технической сущности является устройство (прототипом к предлагаемому изобретению "Активное фазовое звено третьего порядка". Авторское свидетельство №995277 от 08.10.1982 г., по межд. классу Н 03 Н 11/18, Б.Ф.Змий, А.Н.Дружинин, опуб. 07.02.1983 г., бюл. №5), содержащее двенадцать резисторов, пять конденсаторов и один операционный усилитель (фиг.2). Использование раздельного формирования коэффициентов RC-ветвями в звене приводит к избыточному числу элементов, что с точки зрения минимизации среднеквадратичной чувствительности удобно, но величина фазовое звено, патент № 2292111 достаточно велика.

Задача, на решение которой направлено патентуемое устройство, состоит в увеличении динамического диапазона и устойчивости фазового звена третьего порядка в ARLC элементном базисе. Цель достигается включением элемента индуктивности в топологию схемы таким образом, чтобы обеспечить более низкое значение активной чувствительности (L0).

Соотношения, связывающие показатели качества (стабильность, динамический диапазон, устойчивость) с функциями чувствительности: L0 и фазовое звено, патент № 2292111 , где Nl - число элементов цепи и S H - среднеквадратичная чувствительность передаточной функции к отклонениям параметров элементов (li) четырехполюсника, указывают на необходимость уменьшения их значений. То есть минимизация фазовое звено, патент № 2292111 в пространстве структур и параметров элементов звеньев обеспечивает максимальные показатели качества фазовых устройствах в целом.

Применение резистивного делителя на одном из входов дифференциального усилителя позволяет почти вдвое сократить число пассивных элементов. Но изменение способа подключения элементов ведет к изменению топологии, что в свою очередь приводит к изменению свойств цепи и ее показателей качества. Существуют оптимальные топологии цепей для этого в задаче синтеза оптимальных топологий цепей в общем случае необходимо определить некий оператор F, принадлежащий классу физически реализуемых, такой, чтобы

фазовое звено, патент № 2292111

где фазовое звено, патент № 2292111 - вектор параметров элементов цепи;

GF - множество физически реализуемых операторов;

запись Ф(F Э) символически отображает зависимость целевой функции от оператора EЭ и является функцией оптимизации некоторых условий;

Мх - пространство параметров элементов.

Для активных фазовых четырехполюсников при использовании графов такую задачу можно свести к поиску закономерности объединения вершин и дуг графа:

фазовое звено, патент № 2292111

где Gi=Gi(Ai , xi, Гi)

считая х - множеством вершин графа, А - множеством ребер, Г - закон, устанавливающий взаимную принадлежность элементов множеств х и А. Процедуру реализации характеристик цепи с помощью графов можно рассматривать как последовательность двух этапов. Первый из них представляет переход от заданной передаточной функции к ее графу. Второй - переход от полученного графа к исходной цепи.

Процессом синтеза цепей с помощью графов на различных его переходах управляют критерии оптимальности, и процесс синтеза может быть представлен структурной схемой, изображенной на фиг.3. Целесообразным является выделение из общего многообразия такого графа, который бы соответствовал оптимальной структуре синтезируемой цепи.

Технически результат достигается тем, что в фазовое звено, содержащее операционный усилитель, выход которого является выходом фазового звена третьего порядка, с подключенным к неинвертирующему входу одним выводом первого резистора, последовательно включенные вход звена, второй и третий резисторы и последовательно соединенные первый и второй конденсаторы, отличающиеся тем, что второй вывод первого резистора соединен с входом звена, инвертирующий вход усилителя подключен в точку соединения второго и третьего резисторов, причем свободным выводом третий резистор подключен к выходу звена, а неинвертирующий вход дополнительно включен через первый и второй конденсаторы к корпусу, который через элемент индуктивности соединен с общей их точкой соединения.

Принципиальная схема заявляемого фазового звена представлена на чертеже (фиг.1), где R1 , R2, и R3 - соответственно первый, второй и третий резисторы; С1 - первый и С2 - второй конденсаторы, L1 - первая индуктивность и фазовое звено, патент № 2292111 1 - (первый) операционный усилитель, с коэффициентом усиления фазовое звено, патент № 2292111 фазовое звено, патент № 2292111 104 (чем больше значение фазовое звено, патент № 2292111 , тем строже выполнение аналитического выражения, описывающего передаточную функцию звена третьего порядка).

Работа заявляемого звена при выполнении условия R2=R3 определяется передаточной функцией

фазовое звено, патент № 2292111

Из нее следуют уравнения для определения параметров элементов, решения которых следующие:

фазовое звено, патент № 2292111 , фазовое звено, патент № 2292111 , фазовое звено, патент № 2292111 ,

где Ri=1/Gi, a0 , a1 и a2 - коэффициенты передаточной функции, известные из решения задачи аппроксимации требуемой характеристики группового времени запаздывания (или фазочастотной характеристики).

Частотные характеристики заявляемого фазового звена третьего порядка с передаточной функцией, определяемой коэффициентами полинома Гурвица V(р)=p3+1,1p2+1,1p+1, представлены на фиг.4, а частотные зависимости чувствительности к отклонению параметров активного элемента фазовое звено, патент № 2292111 для прототипа и заявляемого фазового звена (при Q фазовое звено, патент № 2292111 =10, фазовое звено, патент № 2292111 ) приведены на фиг.5.

Из приведенного расчета следует, что на 25% величина L0 у заявляемого фазового звена ниже, чем у прототипа, следовательно, его качественные показатели будут лучше, чем у прототипа.

Звено сохраняет простоту перестройки прототипа. Оно удобно в расчете и при построении фазовых устройств с управляемыми характеристиками: величина С 1 определяет частоту, a R1 - величину добротности полюса.

Дополнительным эффектом является возможность повышения технологичности производства фазовых корректоров и линий задержки. Для фазовых звеньев третьего порядка проблема уменьшения числа пассивных элементов ставится остро, так как их число явно избыточно. Поскольку требуется в общем случае четыре Т-образных моста, что приводит к увеличению площади подложки, занимаемой пассивными элементами.

Входом фазового звена 1 является соединение выводов первого R1 и второго R2 резисторов, вторыми выводами первый резистор соединен с неинвертируемым входом операционного усилителя фазовое звено, патент № 2292111 1, который через первую емкость С1 подключен к соединению выводов первой индуктивности L1 и второй емкости С2, противоположные выводы которых подсоединены к корпусу; второй резистор R2 - с инвертируемым входом, который через третий резистор R3 подключен к выходу усилителя фазовое звено, патент № 2292111 1, являющимся выходом фазового звена третьего порядка 2.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фазовое звено содержит операционный усилитель, выход которого является выходом звена третьего порядка, с подключенным к неинвертирующему входу одним выводом первого резистора, последовательно включенные вход звена, второй и третий резисторы и последовательно соединенные первый и второй конденсаторы, отличающееся тем, что второй вывод первого резистора соединен с входом звена, инвертирующий вход усилителя подключен в точку соединения второго и третьего резисторов, причем свободным выводом третий резистор подключен к выходу звена, а неинвертирующий вход дополнительно включен через первый и второй конденсаторы к корпусу, который через элемент индуктивности соединен с общей их точкой соединения.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2292111

patent-2292111.pdf


Наверх