Układ przesuwnika fazy sygnałów sinusoidalnych
advertisement
RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11)189306 (21) N um er zgłoszenia: (13)B1 330336 (51) IntCl7 H03H 7/18 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (54) (22) D ata zgłoszenia: 15.12.1998 Układ przesuwnika fazy sygnałów sinusoidalnych Zgłoszenie ogłoszono: (73) Instytut Tele i Radiotechniczny, Warszawa, PL 19.06.2000 BUP 12/00 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 29.07.2005 WUP 07/05 PL 189306 B1 (57) Układ przesuwnika fazy sygnałów sinusoidalnych złożony z szeregowo połączonych stopni, znamienny tym, że każdy stopień zawiera ogniwo przesuwające fazę (FI), wzmacniacz różnicowy oraz parę kluczy prądowych, przy czym wyjście ogniwa przesuwającego fazę każdego stopnia jest połączone z wejściem ogniwa przesuwającego fazę kolejnego stopnia a każdy stopień zbudowany jest tak, że wyjście ogniwa przesuwającego fazę (FI) jest połączone z bazą tranzystora (T l) tworzącego z drugim tranzystorem (T2) bipolarny wzmacniacz różnicowy, a każdy z kolektorów tranzystorów (T l i T2) wzmacniacza różnicowego połączony jest z emiterami par tranzystorów (T3, T4 i T5, T6) tworzących klucze prądowe, przy czym kolektor jednego tranzystora (T3 i T5) każdego klucza prądowego połączony jest ze źródłem napięcia zasilania (V) wspólnym dla wszystkich stopni, a kolektor drugiego tranzystora (T6 i T7) każdego klucza prądowego połączony jest przez wspólny dla wszystkich stopni rezystor (R7) ze źródłem napięcia zasilania (V). Uprawniony z patentu: (72) Twórcy wynalazku: Aleksander Lisowiec, Warszawa, PL F ig .1 F ig. 2 2 189 306 Układ przesuwnika fazy sygnałów sinusoidalnych Zastrzeżenie patentowe Układ przesuwnika fazy sygnałów sinusoidalnych złożony z szeregowo połączonych stopni, znamienny tym, że każdy stopień zawiera ogniwo przesuwające fazę (FI), wzmacniacz różnicowy oraz parę kluczy prądowych, przy czym wyjście ogniwa przesuwającego fazę każdego stopnia jest połączone z wejściem ogniwa przesuwającego fazę kolejnego stopnia a każdy stopień zbudowany jest tak, że wyjście ogniwa przesuwającego fazę (FI) jest połączone z bazą tranzystora (T l) tworzącego z drugim tranzystorem (T2) bipolarny wzmacniacz różnicowy, a każdy z kolektorów tranzystorów (T l i T2) wzmacniacza różnicowego połączony jest z emiterami par tranzystorów (T3, T4 i T5, T6) tworzących klucze prądowe, przy czym kolektor jednego tranzystora (T3 i T5) każdego klucza prądowego połączony jest ze źródłem napięcia zasilania (V) wspólnym dla wszystkich stopni, a kolektor drugiego tranzystora (T6 i T7) każdego klucza prądowego połączony jest przez wspólny dla wszystkich stopni rezystor (R7) ze źródłem napięcia zasilania (V). * * * Przedmiotem wynalazku jest układ przesuwnika fazy sygnałów sinusoidalnych zwłaszcza do przesuwania fazy sygnałów w. cz. Znane są układy przesuwające skokowo fazę sygnałów sinusoidalnych składające się z połączonych szeregowo stopni, z których każdy przesuwa fazę o jednakow ą wartość oraz przełącznika, który wybiera wyjście jednego ze stopni o określonym przesunięciu fazowym. Dla uzyskania rozdzielczości przesunięcia fazy k° w zakresie 360°, koniecznych jest 360°/k° stopni. Wadą takiego rozwiązania jest duża ilość stopni wymagana dla uzyskania dużej rozdzielczości, tzn. małej wartości k. Liczbę stopni można ograniczyć o połowę wprowadzając dodatkowy układ odwracający o 180° fazę sygnału za przełącznikiem oraz dodatkowy przełącznik za układem odwracającym fazę. W tym wypadku jednak sygnał przechodzi przez dwa przełączniki co pogarsza stosunek sygnału do szumu i wprowadza dodatkowe niepożądane przesunięcia fazowe. Istota wynalazku polega na tym, że w układzie przesuwnika fazy sygnałów sinusoidalnych złożonym z szeregowo połączonych stopni każdy stopień zawiera ogniwo przesuwające fazę, wzmacniacz różnicowy oraz parę kluczy prądowych. Wyjście ogniwa przesuwającego fazę każdego stopnia jest połączone z wejściem ogniwa przesuwającego fazę kolejnego stopnia. Każdy stopień zbudowany jest w ten sposób, że wyjście ogniwa przesuwającego fazę jest połączone z bazą tranzystora tworzącego z drugim tranzystorem bipolarny wzmiacniacz różnicowy. Każdy z kolektorów tranzystorów wzmacniacza różnicowego połączony jest z emiterami par tranzystorów tworzących klucze prądowe. Kolektor jednego tranzystora każdego klucza prądowego połączony jest ze źródłem napięcia zasilania wspólnym dla wszystkich stopni, natomiast kolektor drugiego tranzystora każdego klucza prądowego połączony jest przez rezystor wspólny dla wszystkich stopni ze źródłem napięcia zasilania. Zaletą wynalazku są małe szumy i możliwość pracy przy wysokich częstotliwościach, gdyż droga sygnału od wybranego ogniwa przesuwającego fazę do wyjścia układu biegnie każdorazowo przez układ kaskody składający się z jednego z tranzystorów bipolarnego wzmacniacza różnicowego oraz dołączonego do niego klucza prądowego. Układ według wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy układu połączenia poszczególnych stopni, a fig. 2 przedstawia schemat ideowy pojedynczego stopnia przesuwającego fazę. 189 306 3 Pojedynczy stopień zbudowany jest w ten sposób, że wyjście ogniwa FI przesuwającego fazę o k° jest połączone z wejściem wzmacniacza różnicowego zbudowanego z tranzystorów T l i T2, rezystorów R1 i R2 polaryzujących bazę tranzystora T l, rezystora R6 i kondensatora C2 polaryzujących bazę tranzystora T2 oraz rezystora R5 wyznaczającego prąd wzmacniacza różnicowego i rezystorów R3 i R4 określających jego wzmocnienie. Kolektor tranzystora Tl jest połączony z emiterami tranzystorów T3 i T4 stanowiących pierwszy klucz prądowy, natomiast kolektor tranzystora T2 jest połączony z emiterami tranzystorów T5 i T6 stanowiących drugi klucz prądowy. Bazy tranzystorów T4 i T6 są połączone ze źródłem napięcia odniesienia VI, natomiast na bazy tranzystorów T3 i T5 są podawane sygnały sterujące SI i S2. Kolektory tranzystorów T3 i T5 są połączone ze źródłem napięcia zasilania V, natomiast kolektory tranzystorów T4 i T6 są połączone przez wspólny dla wszystkich stopni rezystor R7 ze źródłem napięcia zasilania V. Wyprowadzenia P I, P2 i P3 służą do dołączenia kolejnego stopnia złożonego z ogniwa przesuwającego fazę, bipolarnego wzmacniacza różnicowego oraz kluczy prądowych. W przypadku, gdy napięcie na wejściu sterującym SI pierwszego stopnia jest większe od napięcia VI na bazach tranzystorów T4 i T6, a napięcie na wejściu sterującym S2 oraz napięcia na wejściach sterujących pozostałych stopni są mniejsze od napięcia V I, prąd z kolektora tranzystora T l stopnia pierwszego oraz prąd kluczy prądowych pozostałych stopni jest skierowany do źródła napięcia zasilania V. Prąd kolektora tranzystora T2 pierwszego stopnia jest skierowany do źródła napięcia zasilania V przez rezystor R7. Faza sygnału na wyjściu WY układu jest przesunięta o k° w stosunku do fazy sygnału na wejściu WE. W przypadku, gdy napięcie na wejściu sterującym SI pierwszego stopnia oraz napięcia na wejściach sterujących kolejnych stopni są mniejsze od napięcia VI na bazach tranzystorów T4 i T6, a napięcie na wejściu sterującym S2 jest większe od tego napięcia, przez rezystor R7 płynie prąd kolektora tranzystora T l i faza sygnału na wyjściu WY układu jest przesunięta o k°-180° w stosunku do fazy sygnału na wejściu WE. Dla uzyskania przesunięcia fazy sygnału wejściowego odpowiednio o 2k° lub 2k°-180° należy na wejściach sterujących SI i S2 pierwszego stopnia ustawić poziom napięcia poniżej wartości VI natomiast na wejściu sterującym odpowiednio SI lub S2 drugiego stopnia poziom napięcia powyżej V 1. 4 189 306 Fig. 1 Fig. 2 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.