Приведена схема формирователя широкодиапазонного четырёхфазного сигнала, имеющего плавную синхронную регулировку сдвига фаз с перекрытием выходных сигналов по времени.
Фазовращатели цифровых сигналов широко используют в измерительной технике, фазовых формирователях однополосного сигнала, а также ряде других приложений.
Как известно, цифровые фазовращатели на двух D-триггерах позволяют получить сигналы, сдвинутые по фазе на 0, 90, 180 и 270 градусов вне зависимости от частоты. В то же время такая схема не предусматривает возможность плавного регулирования сдвига фаз на выходах устройства.
На Рисунке 1 показана схема формирователя четырёхфазного сигнала, имеющего плавную регулировку сдвига фаз от 0 до 180 градусов на выходах 2 и 4 относительно выходов 1 и 3.
 |
|
| Рисунок 1. | Регулируемый широкодиапазонный фазовращатель. |
Работает устройство следующим образом. Прямоугольные импульсы входного сигнала с произвольным коэффициентом заполнения поступают на дифференцирующую цепочку C1R1. Короткие импульсы запускают D-триггер DD1.1 микросхемы CD4013. Диод VD1 защищает входную цепь триггера от импульсов отрицательной полярности; впрочем, подобный элемент защиты имеются и на входе самой микросхемы.
Выходные импульсы D-триггера, сдвинутые на 0 и 180°, поочередно через резисторы R5 и R6 – имитаторы генератора стабильного тока, поступают на конденсатор C4. Одновременно эти импульсы подаются через дифференцирующие цепочки C2R8 и C3R8 на затвор полевого транзистора VT1 2N7000.
Таким образом, конденсатор C4 периодически заряжается по линейному или псевдолинейному закону до тех пор, пока на затвор транзистора VT1 не поступит короткий импульс с одной из дифференцирующих цепочек. Момент появления этого импульса соответствует моменту переключения триггера DD1.1. Транзистор VT1 на мгновение откроется и разрядит конденсатор C4.
К конденсатору C4 подключен один из входов компаратора DA1.1 микросхемы LM339. К входу сравнения компаратора подключен резистивный делитель R2, R3, R4. Регулировкой потенциометра R3 можно плавно регулировать напряжение на входе сравнения компаратора и таким образом плавно регулировать сдвиг фазы выходного сигнала компаратора. К выходу компаратора подключен второй D-триггер DD1.2, формирующий импульсы с коэффициентом заполнения 50%.
Нелинейность роста напряжения на конденсаторе C4 во времени не критична для работы устройства и влияет лишь на линейность регулировки фазового сдвига потенциометром R3. Следует отметить, что с изменением частоты входных сигналов для сохранения необходимого сдвига фаз может потребоваться подстройка потенциометра R3.
Диаграммы выходных сигналов устройства в одном из положений движка потенциометра R3 приведены на Рисунке 1. Резисторы R2 и R4 задают границы регулировки сдвига фаз. Устройство работает в диапазоне частот от 1 до 50 кГц.
Купить CD4013B на РадиоЛоцман.Цены
