Умножитель частоты Советский патент 1984 года по МПК H03B19/00 

о- о /

V

0МЧ1

10

Hh

0in.1 Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в качестве источника гармонических колебаний, в частности в системах связи. Известен умножитель частоты на двухполюсниках с нелинейными вольтамперными характеристиками tl. Однако при умножении частоты в дв раза максимальная величина его КПД не превышает 25% вследствие того, что большая часть мощности, отбираемой от источника сигналов,преобразуется в мощность постоянной составляющей. Наиболее близким к предложенному является умножитель частоты, содержащий два полупроводниковых диода, одни одноименные электроды которых соединены с соответствующими выводами вторичной обмотки входного трансформатора, средняя точка которой соединена с выводом нагрузки, при этом катоды полупроводниковых диодов соединены с другим выводом нагрузки t 23. Однако КПД данного умножителя частоты также относительно невысок, так как полупроводниковые диоды большую часть подводимой к ним мощ ности преобразуют в мощность постоян ной составляющей. Цель изобретения - повыщение КПД Для достижения цели в умножитель частоты, содержащий два полупроводни ковых диода, одни одноименные электр ды которых соединены с соответствующими выводами вторичной обмотки вход ного трансформатора, средняя точка которой соединена с выводом нагрузки, введены два транзистора, две дополнительные вторичные обмотки входного трансформатора и два конден сатора, при этом каждый конденсатор включен между другим выводом одного из полупроводниковых диодов и вторым выводом нагрузки, каждая дополнитель ная вторичная обмотка входного транс форматора включена между базой и .эмиттером одного из транзисторов, а коллектор и эмиттер каждого транзистора подключены к соответствующим разноименным электродам одного из полупроводниковых диодов. Нафиг.1 представлена принципиаль ная электрическая схема предпоженного умножителя частоты; на фиг.2 временные диаграммы его работы. Умножитель частоты содержит входной трансформатор 1 с вторичной обмоткой 2 и дополнительными вторичными обмотками 3 и 4, полупроводниковые диоды 5 и 6, транзисторы 7 и 8, кон- , денсаторы 9 и 10, нагрузку 11. Умножитель частоты работет следующим образом. При поступлении на первичную обмотку 12 входного трансформатора 1 синусоидального напряжения с частотой .(bi на его вторичной обмотке 2 и дополнительных вторичных обмотках 3 и 4 наводятся напряжения с той же частотой. Так как напряжения на верхней (на фиг.1) половине вторичной обмотки 2 входного трансформатора 1 и дополнительной обмотке 3 имеют фазовый сдвиг по отношению к напряжению на нижней половине вторичной обмотки 2 входного трансформатора I и дополнительной обмотке 4, то процессы в обоих плечах двухтактной схемы, содержащих одинаковые элементы, идентичны и протекают со сдвигом на половину периода, поэтому процессы, протекающие в умножителе частоты, рассматриваются на при мере одной половинм двухтактной схемы в предположении, что сопротивление нагрузки равно нулю. Дополнительные вторичные обмотки 3 и 4 входного трансформатора предназначены для коммутации транзисторов 7 и 8.При положительной полуволне напряжения (фиг. 2а сплошная линия)на верхней половине вторичной обмотки 2 входного трансформатора 1 и дополнительной вторичной обмотке 3 конденсатор 9 первую четверть периода заряжается по цепи: нагрузка М, верхняя половина вторичной обмотки 2, дополнительная вторичная обмотка 3 входного трансформатора 1, полупроводниковый диод 5. При этом транзистор 7 закрыт, так как на его коллектор подается отрицательное напряжение, создаваемое при протекании тока через полупроводниковый, диод 5. Вторую четверть периода кон- денсатор 9 разряжается по цепи; транзистор 7, верхняя половина вторичной обмотки 2 входного трансформатора I, нагрузка 11. При отрицательной полуволне полупроводниковый диод 5 и транзистор 7 закрыты, и напряжение на конденсаторе 9 равно нулю. Форма напряжения на конденсаторе 9 а следовательно, и заряда, протекающего через него, представлены на фиг.28 сплошной линией.

- 311

Пунктирной линией на фиг, 2 представлены процессы, протекающие в другой половине двухтактной схемы. Ток в нагрузке I1 равен сумме продифференцированных по времени зарядов, протекающих через конденсаторы 9 и 10 (фиг.26). Так как в спектре тока содержатся составляющие с частотами . 2ы, Асо, би ..., то использовав в качестве нагрузки в общем слу22

чае полосовой фильтр,можно выделить мощность требуемой кратности умноже-: ния. При этом постоянный ток в каждой из половин двухтактной схемы и в нагрузке отсутствует, т.е. мощность постоянной составляющей равна нулю.

Таким образом, в предложенном умножителе частоты ввиду отсутствия постоянной составляющей существенно повышается КПД,

УМНОЛШТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий два полупроводниковых диода, одни одноименные электроды которых соединены с соответствующими выводами вторичной обмотки входного трансформатора, средняя точка которой соединена с одним выводом нагрузки, о тл и ч ающийсЯ тем, что, с целью повьшения КПД,в него введены два транзистора, две дополнительные вторичные обмотки входного трансформатора и два конденсатора, при этом каждый конденсатор включен между другим выводом одного из полупроводниковых диодов и вторым выводом нагрузки, казодая дополнительная вторичная обмотка входного трансформато ра включена между базой и эмиттером одного из транзисторов, a коллектор и эмиттер каждого транзистора подключены к соответствующим разноименным электродам одного из полупроводниковых диодов...

А