Двухчастотный генератор качающейся частоты Советский патент 1984 года по МПК H03B23/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано.в радиоизмерительной аппаратуре для измерения частотных характеристик радиоустройств и их элементов. , Известен двухчастотный генератор качающейся частоты (ДГКЧ), вырабатывающий гетеродинный и измерительный сигналы с постоянной разностью часто ui в полосе качания, построенный по методу двойного преобразования частоты и содержащий первый и второй генераторы фиксированных (ГФЧ) и блок сдвига частот между ними, а также последовательно соединенные первый смеситель, один вход которого подключен к выходу первого ГФЧ, а другой вход - к выходу генератора, .перестраиваемой частоты (ГПЧ) , полосовой фильтр, второй смеситель, другой вход которого подключен квыходу второго ГФЧ, и фильтр нижних частот (ФНЧ), на выходе которого вьщеляется выходной гетеродинньй сигнал ДГКЧ, а измерительный сигнал ДГКЧ снимается с выхода ГПЧ Q. Недостатком данного ДГКЧ является сравнительно узкий диапазон рабочих частот, так как используется только область частоты прямой генерации ГПЧ. Наиболее близким по техническому решению к предложенному является двухчастотный генератор качающейся частоты, содержащий последовательно соединенные первые ГФЧ, смеситель, ФНЧ и ключ, выход которого является первым выходом ДГКЧ, последовательно соединенные вторые ГФЧ, смеситель, ФНЧ и ключ, выход которого является вторым выходом ДГКЧ, а также последо вательно соединенные источник управляющего напр.яжения и первый ГПЧ, выход которого подключен к другому входу первого ключа, первый полосовой фильтр, выход которого подк.лючен к другому входу второго ключа,и третий смеситель, один вход которого подключен к выходу первого ГФЧ, а други входы первого и второго :смесителей объединены и подключены к выходу первого ГПЧ, другой вход третьего смесителя подключен к выходу второго ФНЧ,,а выход третьего смесителя подключен к входу первого полосового фильтра 2 . Однако известный ДГКЧ имеет сравнительно .узкий диапазон рабочих частот и плохую спектральную чистоту выходных сигналов из-за наличия комбинационных частот менее четвертого порядка. Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот и улучшение спектральной чистоты выходных сигналов . Поставленная цель достигается тем, что в двухчастотный генератор качающейся частоты, содержащий последовательно соединенные первые ГФЧ, смеситель, ФНЧ и ключ, выход которого является первым выходом ДГКЧ,последовательно соединенные вторые ГФЧ, смеситель, ФНЧ и ключ, выхс$д которого является вторым выходом ДГКЧ, а также последовательно соединенные источник управляющего напряжения и первый ГПЧ, выхрд которого подключен к другому входу первого ключа, первый полосовой фильтр, выход которого подключен к другому входу второго ключа, и третий смеситель, один вход которого подключен к выходу первого ГФЧ, а другие входы первого и второго смесителей объединены,между выходом третьего смесителя и входом первого полосового фильтра введены последовательно соединенные третий ФНЧ, первый делитель частоты, частотно-фазовый детектор, другой вход которого через введенный второй делитель частоты подключен к выходу второго ФНЧ,четвертый ФНЧ, сумматор, другой вход которого подключен к выходу источника управляющего напряжения, второй ГПЧ и первый удвоитель частоты, при -этом выход первого полосового фильтра подключен также к другому входу третьего смесителя, а также введены последовательно соединенные второй удвоитель частоты, .вход которого подключен к выходу первого ГПЧ,и второй полосовой фильтр, выход которого подключен к объединенным входам первого и второго смесителей и к дополнительному входу первого ключа, а вькод второго ГПЧ подключен также к дополнительному входу второго ключа. На чертеже представлена структурная :электрическая схема двухчастотного генератора качающейся частоты. Двухчастотный генератор качающейся частоты содержит первый ГФЧ 1, первый смеситель 2, первый ФНЧ 3, первый ключ 4, первый ГПЧ 5, второй смеситель 6, второй ГФЧ 7, второй ФНЧ 8, второй ключ 9, первый полосовой фильтр 10, третий смеситель 11, первый удвоитель частоты 12, второй полосовой фильтр 13, второй ГПЧ 14, второй удвоитель частоты 15, третий ФНЧ 16, первьй делитель часто ты 17, второй делитель частоты 18, частотно-фазовый детектор(ЧФД)19, четвертый ФНЧ 20, сумматор Z1 и источник 22 управляющего напряжения. Двухчастотный генератор качающейс частоты работает следующим образом. В первом.поддиапазоне на входы второго смесителя 6 подаются сигналы с выхода второго ГФЧ выхо да первого ГПЧ 5 предварительно умно женные по частоте на два с помощью второго удвоителя частоты 15 и второ го полосового фильтра 13 - i На выходе второго ФНЧ 8 выделяетс выходной измерительный сигнал ДГКЧ if,irf42 rn4i который через второй ключ 9 подается на измерительный вто рой выход ДГКЧ. Одновременно на входы первого смесителя 2 подаются сигналы с выхода первого ГФЧ1{рл,ц, и с выхода второго полосового фильтра 13 2fpp(|p На выходе первого ФНЧ 3 выделяется выходной гетероидный сигнал ДГКЧ1р, ,-21г„,который через первый ключ 4 подается на гет ероидный первый выход ДГКЧ. Так как разность частот i (-шц, - 1рсрц2 в первом поддиапазоне устанавливается равной &i ,Toic,-f ci if Для без.-разрывной работы с помощью ключей 4 и 9 с более высокочастотным вторым поддиапазоном, в котором используются непосредственно сигналы ipnm и 1гпчг также с помощью ключей 4 и 9 с третьим поддиапазоном, в котором используются сигналы ( и , частоты ГПЧ 5 и 14 выбираются из УСЛовйя1гпч,„,;п тахАеА7-,Ч7 «акАел ,ЯПЧ1то ГЧМ п1;п)ГПЧ7 may reiflj t .gj, ,„- максимально допустимая частота первого и второго делителей частоты 17 и 18. Для того, чтобы комбинационные ч,астоты менее четвертого порядка не попадали в полосу пропускания ФНЧ 3,8 и 16, перед смешиванием производится умножение сигналов ГПЧ 5 и 14 по частоте на два. Октавное умножена два ние частот осуществляется, например, по методу двухполупериодного детектирования с последующим вьщеление частот 2ft-nm и 2if( помощью управляемых полосовых фильтров 13 и 10 соответственно. Частота второго ГФЧ 7 в первом поддиапазоне выбирается из усло вия1 р,2-1гп4,.Полосовой фильтр 13 устанавливается в положение, соответствующее полосе пропукания от 2irni« { flo Hr ctnviTi- поддиапазоне управляющее напряжение источника 22 может устанавливать выходную частоту измерительного второго выхо- да ДГКЧ от ее минимального значения а iM-in Д° величины равной f., . Второй поддиапазон разбивается на три частотных интервала. Во всех интервалах ключи 4 и 9 устанавливаются в положение, пропускающее cигнa лы соответственно с выходов ГПЧ 5 и ГПЧ 14. В первом интервале управляющее напряжение источника 22 изменяет частоту ГПЧ 5 в тех же пределах, что и в первом поддиапазоне, в обратном направлении. На измерительном втором выходе ДГКЧ частота может меняться OTij,ip(,4, m«rt 0,5((.). Одновременно управляющее напряжение источника 22 через сумматор 21 изменяет частоту второго ГПЧ 14 примерно в тех же прег делах. Сигнал с выхода ЧФД 19 через ФНЧ 20 и сумматор 21 подстраивает частоту ГПЧ 14 до значения f rj 0,5{l j-ij,, так как коэффициенты деления частоты делителей частоты 17 и 18 одинаковы. Частота первого ГФЧ 1 в первом интервале устанавливается равной{,,фи,с5..ва,. Поэтому ( rfti ir2- rn47 Во втором частотном интервале частоты ГФЧ.1 и 7 устанавливаются сортветственно г ц 5.,,, . Полосовые фильтры 13 и устанавливаются в положение, соответствующее полосе пропускания -ic ДО 21„ц„, . В этом интервале управляющее напряжение источника 22 может устанавливать выходную частоту на измерительном втором выходе от 0,5-(.т;J Aoi где 0,5-(f,f.,)6fsO,5lr + mirt) третьем интервале частота ГФЧ 7 устанавливается равной частота ГФЧ ,, при этом частота на измерительном втором выходе ДГКЧ может устанавливаться от f до гпч max третьем поддиапазоне ключи 4 и 9 устанавливаются в положегние пропускающее сигналь соответственно с выходов полосовых фильтров 13 и 10. Управление выкодными частотами ДГКЧ осуществляется аналогично упра лению во втором поддиапазоне. При этом частоты ГФЧ 7 и ГФЧ 1 в первом и третьем интервалах соответственно равны :f , и i|-(4i а во втором интервале ifcp42 «5.41 ircp4i ti Частота на измерительном втором выходе ДГКЧ может устанавливаться от значенияifnMh ait До всех поддиапазонах частота сигнала на гетеродинном первом выходе ДГКЧ смещена относительно измерительного сигнала на 4.1 . Осуществление частотной перестройки ДГКЧ до 2ifдц J позволяет увеличить значение максимальной частоты ДГКЧ в 2 раза, т.е, в 2 раза расширить рабочий частотный диапазон. При этом в рабочем диапазоне ДГКЧ отсутствуют комбинационные частоты менее четвертого порядка, что rioSBd ляет улучшить спектральную чистоту выходных сигналов ДГКЧ. Практическая реализация ДГКЧ осуществлена в диапазоне 0,1-6 ГГц.

ДВУХЧАСТОТНЫЙ ГЕНЕРАТОР КАЧАЮЩЕЙСЯ ЧАСТОТЫ, содержащий последовательно соединенные первые генератор ф 1ксированных частот, смеситель, фильтр нижних частот и ключ, выход которого является первым выходом двухчастотного генератора качающейся частоты, последовательно соединенные, вторые генератор фиксированных частот, смеситель, фильтр нижних частот и ключ, выход которого является BTOpbiM выходом двухчастотного генератора. качающейся частоты, а также последовательно соединенные источник управляющего напряжения и первый генератор перестраиваемой частоты, выход которого подключен к другому входу первого ключа, первый полосово; фильтр, выход КОТОРОГО подключен к другому входу второго ключа, и третий смеситель, один вход которого подключен к выходу первого генератора фиксированных частот, а другие входы первого и второго смесителей объединены, отличающийся тем, что, с целью расширения диапа-зона рабочих частот и улучшения спектральной частоты выходных сигна: лов, между выходом третьего смесителя и входом первого полосового фильтра введены последовательно соединенные третий фильтр нижних частот, первый делитель частоты, частотно-фазовый детектор, другой вход которого через введенный второй делитель частоты подключен к выходу, второго фильтра нижних частот, четвертый фильтр нижних частот, сумматор, другой вход которого подключен к выходу источника управляющего напряжения , второй генератор перестраиваемой частоты и первый удвоитель частоты, при этом выход первого полосового фильтра подключен также к другому входу третьего смесителя, а также введены последовательно соединенные второй удвоитель частоты, вход которого подключен к выходу первого генератора перестраиваемой частоты, и второй полосовой 4в1льтр| выход которого подключен к объединенным входам первого и второго смесителей и к дополнительному входу первого ключа, а выход второго генератора перестраиваемой частоты подключен также к дополнительному входу, второго ключа.

вых.г