Схемы активных и пассивных фазоинверторов. Онлайн калькулятор.

Схемы активных и пассивных фазосдвигающих цепей.
Онлайн калькуляторы расчёта элементов фазоинверторов.


Изначально у меня возникла затея включить расчёты элементов фазосдвигающих цепей в состав описания низкочастотных генераторов гармонических колебаний.
Однако, шевельнув мозгами и вспомнив дела молодые (всякие там лесли, флэнжеры, фэйзеры, фазовые формирователи SSB), решил не жмотиться, а разродиться отдельной передовицей, посвящённой непосредственно фазовращателю, как самостоятельной единице.

Итак.
Фазовращающими цепями (или фазовращателями) называются четырёхполюсники, обеспечивающие постоянный или регулируемый сдвиг по фазе между входным и выходным переменными напряжениями.
Простейшие схемы фазовращателей представляют собой пассивные дифференцирующие или интегрирующие звенья, построенные на RC, или RL - цепях.
Простейшие Г-образные фазосдвигающие цепи
Рис.1. Простейшие Г-образные фазосдвигающие цепи: Dj — сдвиг фаз; w =2πF - угловая частота.

Амплитудные и фазочастотные зависимости представленных схем приведены на Рис.2
Простейшие Г-образные фазосдвигающие цепи Простейшие Г-образные фазосдвигающие цепи
Рис.2. Левые диаграммы соответствуют схемам б) и в) (Рис.1), правые, соответственно - а) и г) ;
τ = RC, либо τ = L/R.

Как видно из диаграмм, представленным простейшим фазосдвигающим цепочкам присущ существенный недостаток - изменение коэффициента передачи К при изменении частоты входного сигнала. Зависимости этого коэффициента от частоты описывается следующей функцией:
K=1/√1+w2τ2          для схем Рис.1 а) и г) ,
K=1/√1+1/(w2τ2)  для схем Рис.1 б) и в) , где
w =2πF, τ = L/R, либо τ = RC.

Приведём таблицу для расчёта значений фазового сдвига и коэффициента передачи простейших RC и LC цепей.

   Выбор схемы фазовращателя     
   Сопротивление резистора R         
   Ёмкость конденсатора С         
   Индуктивность катушки L         
   Входная частота F         
  
   Фазовый сдвиг цепи (градусы)        
   Коэффициент передачи цепи         


Подобные Г-образные цепи, соединённые последовательно (обычно в количестве трёх штук), как правило, и являются основой RС-автогенераторов с фазосдвигающей цепочкой в цепи положительной обратной связи.

Поскольку описанные выше фазовращатели по совместительству являются и простейшими фильтрами первого порядка с соответствующими АЧХ, то работа подобных схем предполагается в узких диапазонах частот, внутри которых не происходит существенных изменений уровня выходного сигнала.

Фазовращатели с амплитудной характеристикой, не зависящей от частоты, можно построить на транзисторах и ОУ.
Активные фазовращатели Активные фазовращатели
Рис.3

Коэффициент передачи приведённых активных фазовращающих цепей близок к единице. Диапазон изменения фазы: от -π до 0. Далее:
При   0 < r <∞    - π < Dj < 0
Dj = π - 2arctg(F/f0)
f0 = 1/(2πrC)
.

Дело осталось за таблицей расчёта значений фазового сдвига активных фазовращателей.

   Сопротивление резистора r         
   Ёмкость конденсатора С         
   Входная частота F         
  
   Фазовый сдвиг цепи (градусы)        


Установив вместо сопротивления r (Рис.3) переменный резистор, можно получить устройство с регулируемым сдвигом по фазе между входным и выходным сигналами. С примером такого решения для сабвуфера можно ознакомиться, взлянув на Рис.4, приведённый ниже.


Рис.4




 

Главная страница | Наши разработки | Полезные схемы | Это нужно знать | Вопросы-ответы | Весёлый перекур
© 2017 Vpayaem.ru   All Rights Reserved