Способ преобразования сигналов Советский патент 1986 года по МПК H03K3/53 

«121

Изобретение относится к области адиотехники, конкретно, к методам реобразования сигналов и предназачено для получения нестационарных олебаний, формирования импульсов многократного умножения частоты.

Цель изобретения - расширение астотного диапазона и функциональых возможнос тей системы, а также обеспечение плавного изменения фаз параметрических зонных колебаний нескольких колебательных систем оД на относительно другой.

На фиг. 1 представлено устройство для преобразования сигналовj на иг, 2 - механизм квантового параметрического зонного возбуждения колебаний,.осциллограммы тока накачки (Ц,2) , динамических индуктивно- стей (,Я) и параметрических зонных колебаний (и,с) ; на фиг. 3 - спектр; гармонических составляющих параметрических зонных колебаний в первых четырех зонах неустойчивости.

Устройство для преобразования сигналов содержит N параметрических зонных систем 1.1-1.N, состоящих из двух магнитных сердечников 2 и 3 с обмотками 4 накачки, соединенными последовательно и-согласно и подклю- ченньп 1И к генератору 5 накачки, фильтры 6 и 7 в цепи накачки с резо- нансными обмотками 8, к которым подключены конденсатор 9 и резистор 10, с обмотками управления 11 и обратной связи 12о.Резонансные-обмотки 8, управления 11 и обратной связи 12 соединены последовательно и встречно, к обмоткам 4 накачки подключены фазовращатели 13, к резонансным обмоткам 8 и обратной связи 12 подключены блоки 14 обратной связи.

Преобразование сигналов осуществляется следующим образом.

Изменением частоты генератора 5 накачки устанавливают частоту следо вания импульсов в устройстве. По обмоткам 4 накачки пропускают ток генератора 5 накачки и модулируют индуктивности параметрических зонных систем 1.1-1.N. При этом для систем с симметричной характеристикой энергоемкого элемента без источника постоянного смещения (симметричная параметрическая зонная система) соотношение частот основного резонанса (фиг.2 г), напряжения (тока) накачки (фиг.2а) и модуляции энергоемкого параметра элемента (фиг.28) находят6822 ,2

ся в виде целых чисел 1:1:2, а для систем с симметричной или несимметричной характеристикой и постоянным смещением (несимметричная параметри5 ческая зонная система) соответственно :2Г2.

Это вырожденный режим, возбуждение параметрических зонных колебаний происходит в первой () зоне неустойчивости. Энергия в контур вносится

10

в каяадый полупериод, поэтому Р колебания близки к синусоидальным (фиг„26).

При дальнейшем увеличении интенсивности накачки, когда размах изменения энергоемкости параметра достигает предельного значения, свойства реактивности характеризуются интегральным энергоемким параметром, т.е. площадью, ограниченной кривой динамической реактивности и осью времени (фиг. 21, о )и интервалом времени между экстремумами скорости изменения динамической реактивности. В этом случае уменьшается интегральный параметр и среднее значение реактивного параметра за период, увеличивается интервал времени между экстремумами скорости изменения динамической реактивности и увеличивается коэффициент интегральной модуляции параметра от нуля до единицы.

Среднее-значение реактивного параметра за период его изменения совместно с линейным конденсатором 9 определяют среднюю собственную частоту соответствующей параметрической зонной системы 1.1-1.N. Это позволяет изменением линейных и средних значений параметров настраивать отдельно каждую систему на соо.твет- ств ующие возбуждаемые параметрические зонные колебания.

При выполнении условий кратности значений частоты модуляции энергоемкого параметра и средней собственной частоты системы, соответствия частоты возбуждаемых параметрических зонных колебаний и средней собственной частоты и совпадения фаз возбуждаемых параметрических зонных колебаний (фиг. 2 Б, е) и модуляпии энергоемкого параметд а (фиг.25,а) в момент, когда скорость изменения параметра элемента за период достигает отрицательного экстремального значения, происходит квантование и вложение энергии накачки в каждый полупериод определяемой зоны неустойчивости возбуждаемых колебаний, наблюдается квантовый параметрический зонный резонанс. Причем, чем выше зона неустойчивости, тем реже поступает порция энергии в- систему.

Поэтому для колебаний Р-2.1 з t, вложение энергии происходит соответственно в каждый полупериод Сфиг.2&) и (фиг.За), в каждый второй СФиг.Зй) в каждый третий (фиг.36), в каждый четвертый (фиг. 3 з) , В каждый одиннадцатый (фиг.2е)полупериоды. А так как в системах всегда имеются потери, то до прихода очередной порции энергии колебаний Р 2 в контуре затухают, процесс становится нестационарным и колебания представляют собой периодическую последовательность затухающей серии импульсов (фиг.2е).

Это позволяет на выходах систем 1.1-1.N получать многочастотные Р колебания с соответствующим дискретным спектром частот (фиг.З) и расширить возможности преобразования частот параметрических зонных систем.

Введение фазовращателей 13 в цепь накачки параметрических зонных систем позволяет плавно изменять (разы воздействия накачки на каждую колебательную систему смешать моменты вложения энергии накачки в возбуждаемые колебания и тем самым изменять фазы колебаний на выходах систем 1.1-1.N.

Предлагаемый способ позволяет значительно расширить частотный диапазон, функциональные возможности устройства и позволяет создать новый класс преобразователей энергии на основе параметрических зонных систем,

Формула изобретения

1. Способ преобразования сигналов путем параметрических возбуждений колебаний в колебательной системе с переменными энергоемкими параметрами , глубину модуляции которых .задают в соответствии с величиной энергии накачки, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и функциональных возможностей системы, увеличивают энергию накачки и осуществляют интегральную модуляцию энергоемкого параметра одного из элементов системы, изменяют коэффициент инте216322-

тральной модуляции реактивности системы от нуля до единицы, увеличивают среднюю.собственную частоту системы, интервал времени между экстрему5 мами скорости изменения параметра за период, при этом квантование и вложение энергии накачки в каждый полупериод определенной зоны неустойчивос- ти возбуждаемых колебаний параметри10 ческих зонных;- колебаний производят в моменты достижения отрицательного экстремального значения скорости изменения параметра элемента за период при условии кратности значений час15 -тоты модуляции энергоемкого параметра и средней собственной частоты си- стемы, соответствия частоты возбуждения параметрических зонных колебаний и средней собственной частоты и сов20 падений фаз возб ждаемых параметрических зонных колебанш и модуляции энергоемкого параметра, а интеграль- нуга модуляцию энергоемкого параметра осуществляют в соответствии с соотно25 шепнем

L

MQKC - И МИН

MQKC

где т., - коэ4х|)ициент интегральной 30f - ..

модуляции параметра;

1

L к TLcp f f Lq (cJOrf (uJt) - - инте- 1 J б

о

гральный энергоемкнрТ; параметр;

,и максимальное и минимальное значения парамет- ря за период;

,, Т - период изменения параметра элемента;

L-P - среднее значение параметра за период;

j - частота накачки; Lcj(()t) - функхщя, вписывающая дит намический энергоемкий параметр; t - время.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а - ю ш, и и с я тем, что, с целью обеспечения плавного изменения фаз параметрических зонных колебаний нескольких колебаний нескольких колебатель- ньк систем одна относительно другой, смещают моменты вложения энергии накачки в возбуждаемые колебания путем плавного изменения фаз воздействия накачки на ка;«дую колебательную систему отдельно.

г

In

uf

i9

w

at

u,i

МйИЦИИ

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для получения нестационарных колебаний, формирования импульсов и многократного умножения частоты. Цель изобретения - расширение частотного диапазона и функциональных возможностей системы. Устройство, реализующее способ, содержит N параметрических зонных систем 1.I-1.N, состоящих каждая из двух магнитных сердечников 2 и 3 с обмотками 4 накачки, генератор 5 накачки, фильтры 6 и 7 в цепи накачки с резонансными обмотками 8, конденсатор 9, резистор 10, обмотки II управления с обратной связью 12, фазовращатели 13 и блоки 14 обратной связи. Введение фазовращателя 13 в цепь накачки позволяет плавно изменять фазы воздействия накачки на каждую колебательную систему, смешивать моменты вложения знергии накачки в возбуждаемые колебания и тем самым изменять фазы колебаний на выходах систем I.I-1.N. В описании даны соотношения для определения интегральной модуляции энергоемкого параметра колебаний, параметрически возбуждаемых в колебательной системе. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. § W с tc 05 00 ГС к

A/V 1111,. I.,,,

О.Л-..

0:2

L

±.

7 3 4 ,5 e 7 г 5 W // /

/ ffp fffff fOfll Of ifff

Риг,3

Составитель В.Алексеев Редактор Н.Гаврилина Техред Т.Дубию ак Корректор Т.Колб

Заказ 1004/60 Тираж 818Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4