Умножитель частоты Советский патент 1985 года по МПК H03B19/10 

Изобретение относится к радиоэлектронике, предназначено для умножения частоты высокочастотных кол баний и может быть использовано в радиотехнических установках и прибо рах. Цель изобретения - увеличение от ношения мощности П -и гармоники выходного сигнала к мощности первой гармоники входного сигнала, что характеризует эффективность умножителя частоты. На чертеже изображена принципиал ная электрическая схема умножителя частоты. Умножитель частоты содержит тран зистор 1, резистивньш делитель 2 напряжения, конденсатор 3, два встречно-параллельно включенных дио да 4 и 5, дроссель 6, резистор 7, дополнительный конденсатор 8, соответственно первый, второй и третий нагрузочные элементы 9-11, каждый из которьпс выполнен в виде параллельного UC -контура. Умножитель частоты работает следующим образом. На вход умножителя частоты подается гармоническое колебание. Усиленное транзистором 1 оно в противо фазё к входному колебанию с коллектора транзистора 1 через конденсатор 3 подается на два встречно-параллельно включенные диода 4 и 5, выполняющие функцию нелинейного эле мента. Если скомпенсировать первую гарм нику, то в выходном колебании существует лишь третья гармоника, т.е. имеет место идеальное утроение частоты. Так как второй и третий нагрузоч ные элементы 10 и 11 настроены на третью гармонику, то их сопротив ление на частоте первой гармоники имеет реактивный характер. На втором нагрузочном элементе 10 падает Мапряжение У 2 , содержащее первую |и третью гармоники, и первая гармо ника компе.нсируется противофазным напряжением (J (з , выделяющимся на реактивном сопротивлении третьего нагрузочного элемента 11, в результате выходное напряжение содержит только третью гармонику. Ввиду незначительных активных ротерь на нагрузочных элементах 9-1 (потери мощности первой и третьей гармоники по сравнению с прототипом незначительны. .Кроме того, каскад усиления на транзисторе 1 для повышения устойчивости работы имеет отрицательную обратную связь по постоянному току, которая обеспечивается цепочкой, содержащей резистор 7, определяющий глубину обратной связи, и дроссель 6, обеспечивающий блокировку токов высокой частоты. Для увеличения коэффициента усиления каскада усиления на транзисторе 1, а значит увеличения эффективности умножителя частоты, необходимо исключить отрицательную обратную связь по переменному току, т.е. необходимо обеспечить нулевое сопротивление между эмиттером транзистора 1 общей шиной на частоте первой гармоники. Это достигается тем, что в умножитель частоты введен дополнительный конденсатор 8, величина которого выбирается из условия получения последовательного резонанса цепи, включенной между эмиттером транзистора 1 и общей шиной, т.е. дополнительного конденсатора 8 и третьего нагрузочного элемента 11. После вычислений получим соотношение между емкостью (Cjj) дополнительного конденсатора 8 и емкостью (С) конденсатора параллельного LC - контура третьего нагрузочного элемента 1 1 . Предлагаемый умножитель частоты позволяет реализовать утроение частоты с высокой спектральной чистотой выходного сигнала и существенно повышенной эффективностью по сравнению с прототипом. Это объясняется существенным увеличением усиления и коэффициента полезного действия транзисторного каскада усиления за счет включения в коллектор и эмиттер транзистора параллельного и последовательного резонансных контуров соответственно, введении последовательно соединенных дросселя и резистора, а также выполнения нагрузочных элементов в виде параллельных LC -контуров .

Вых.

УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий транзистор, Б цепь базы которого включен резистивный делитель напряжения, коллектор транзистора подключен через первый нагрузочный элемент к шине питания, а между коллектором транзистора и общей шиной включены последовательно соединенные конденсатор, два встречно-параллельно включенных диода и второй и третий нагрузочные элементы, при этом точка соединения двух встречно-параллельно включенных диодов и второго нагрузочного элемента является выходом умножителя частоты, отличающийся тем, что, с целью увеличения отношения мощности 11 -и гармоники выходного сигнала к мощности первой гармоники входного сигнала, эмиттер транзистора через введенные последовательно соединенные дроссель и резистор подключен к общей шине, между эмиттером транзистора и точкой соединения второго и третьего нагрузочных элементов включен дополнитель- ный конденсатор, а каждый нагрузочный § элемент вьшолнен в виде параллельного (Л LC -контура, при этом отношение величины емкости дополнительного конденсатора к величине емкости конденсатора параллельного LC -контура третьего нагрузочного элемента равно 8. .