сдвигом фазы 90" огиосигельно тока в цепи. Напряжение же на резисторе совпадает по фазе с током, оно образует второе выходное напряжение. При отклонениях частоты от номинальной напряжения на емкости и индуктивности изменяются по-разному. Одно растет, другое уменьшается, что и дает компенсацию изменений выходного напряжения в некотором диапазоне частот. Отношение выходных напряжений фазовращателя равно 2х/(х2+1), где х= /о. (52)

Расчет фазовращателя производится по формулам (49), причем под индуктивностью L понимается индуктивность одной половины обмотки катушки. Сопротивление резистора R1 = 2R.

Недостатком описанного ВЧ фазовращателя второго порядка является то, что он должен нагружаться на значительное сопротивление, много большее R. Соответственно велики и потери. Этот недостаток устранен в фазовращателе второго порядка, показанном на рис. 85,6. Он пе содержит ВЧ трансформатора и питается от однополярного источника ВЧ напряжения. Фазовый сдвиг 90° создается Т-образным мостовым LC звеном, нагруженным на сопротивление R1 = 2R. В другом канале включен последовательный колебательный LC контур, служащий для компенсации изменений фазового сдвига при отклонениях частоты и сопротивления нагрузки. Фазовый сдвиг 90° поддерживаегся фазовращателем зо всем диапазоне частот, а разбаланс выходных напряжений описывается формулой (52). Рассчитывается фазовращатель по формулам (49), причем индуктивность по-прежнему (и везде далее) измеряется между средним и одним из крайних выводов симметричной катушки. Более широкополосные ВЧ фазовращатели без потерь можно собрать по схемам, аналогичным схемам НЧ фазовращателей на LC элементах, описанным ниже.

Низкочастотные фазовращатели можно выполнить как на RC, так и на RLC и LC элементах. Фазовые характеристики фазовращателей одинакового порядка совпадают, различаются лишь вносимые потери. Они значительны у RC фазовращателей, около б дБ у LCR и практически отсутствуют у LC фазовращателей. НЧ фазовращатели составляют из элементарных фазовых звеньев, модуль коэффициента передачи которых равен единице (амплитуды входного и выходного сигналов равны) на всех частотах, а фазовый сдвиг изменяется

Рис. 86. Элементарное фазовращающее RC зве-С но:

\ а - схема; б - векторная диаграмма

I Рис. 87. LC звенья, не у вносящие потерь

а - дифференциально-мостовое; б - Т-мостовое

ОТ о до 180° при повышении частоты. На собственной частоте звена фазовый сдвиг равен 90°.

Схема элементарного RC звена показана на рис. 86,0. Постоянная времени R1C1 = R2C2 определяет собственную частоту звена /о=1/2я?С. Модуль коэффициента передачи звена постоянен и равен R2l{R}-{-R2). Питается звено от симметричной вторичной обмотки трансформатора Т1, но с таким же успехом можно использовать симметричный выход дифференциального усилителя или транзисторный фазоинверсный каскад. При высокоомной нагрузке (намного большей сопротивления R1) элементы R2C2 можно исключить, схема получится особенно простой, а коэффициент передачи будет равен единице.

Работу звена поясняет векторная диаграмма рис. 86,6. Вектор OA обозначает напряжение на верхней половине симметричной обмотки трансформатора Т1, а вектор ОВ - на нижней. Эти напряжения противофазны, а точка О соответствует потенциалу обшего провода. Напряжение на конденсаторе «с (вектор СВ) сдви-

нуто по фазе на 90° относительно напряжения на резис торе F1 Ujt (вектор АС). Сумма же этих напряжений равна полному напряжению на вторичной обмотке (АВ). Выходное напряжение обозначено вектором ОС При возрастании частоты звукового сигнала напряжение на конденсаторе уменьшается, поскольку падает его емкостное сопротивление, а на резисторе увеличивается. Конец вектора ОС при этом движется вправо по окружности, обозначенной штриховой линией. Его длина, соответствующая амплитуде выходного сигнала, остается неизменной, а угол поворота, соответствующий фазе, изменяется от О до 180°. На собственной частоте звена емкостное сопротивление равно активному, длины векторов АС и СВ равны и ф = 90°. Можно показать, что фазовый сдвиг, вносимый звеном на произвольной частоте /, составляет:

cp=2arctg /o. (63)

Элементарное фазовращающее звено без потерь получается, если резистор R1 (рис. 86, а) ззхменить катушкой индуктивности, конденсатор С2 исключить, а сопротивление резистора R2 выбрать равным характеристическому. Схема получившегося звена показана на рис. 87,й. Рассчитывается звено по формулам (49). Недостатком его является наличие симметрирующего трансформатора. Теория цепей позволяет преобразовать схему звена так, чтобы роль трансформатора выполняла сама катушка индуктивности звена. Схема преобразованного Т-мостового звена дана на рис. 87,6. Симметричную обмотку катушки удобно наматывать сложенным вдвое проводом, что автоматически обеспечивает очень высокую степень симметрии. Индуктивность L/2 относится к одной половине обмотки, между крайними выводами индуктивность составит 2L. Звенья можно каскадировать, непосредственно соединяя друг с другом и нагружая всю цепочку единственным сопротивлением нагрузки R.

Скомпенсировать потери, вносимые RC звеньями, можно с помощью активных элементов: транзисторов или операционных усилителей. К сожалению, звено при этом получается однонаправленным и не может передавать сигнал с выхода на вход, как это могут, например, LC звенья. Две схемы элементарных фазовращающих звеньев на ОУ показаны на рис. 88. Работа их отлича-