Генератор с электронной перестройкой частоты Советский патент 1987 года по МПК H03B5/18 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиоприемных и радиопередающих устройствах, а также в радиоизмерительной аппаратуре.

Целью изобретения является распм- рение диапазона перестройки частоты в сторону верхних частот.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема генератора с электронной перестройкой частоты; на фиг.2 а,б - диаграммы, поясняющие принцип его работы.

10

где , - длина волны в линии передачи.

Суммарный сдвиг фазы (f в кольце для указанного состояния первого и второго регулируемых усилителей 5, 6 равен

Ч д 2-180 180° 540° - (f .

Учитывая, что фазовое условие генерации вьтолняется, если сдвиг фазы 1 равен или кратен 360° получим

t, (2ti+l) . 180 . (2) где п О,1,2, . . .

Аналогично для противоположного

состояния первого и второго регулируГенератор с электронной перестрой- 15 емых усилителей 5, 6 (первый регули- кой частоты содержит активный эле- руемый усилитель 5 полностью открыт, мент 1, противофазный делитель 2 мощ- а второй регулируемый усилитель 6 ности, первую и вторую фазосдвигаю- щие цепи 3, 4 и первый и второй резакрыт) получим выражение суммарного

сдвига фазы i в кольце 20 4 g 2-180° + 180° - 180 или при условии генерации 1, п -360°,

гулируемые усилители 5, 6.

Генератор с электронной перестройкой частоты работает следующим образом.

Перестройка частоты осуществляется путем изменения коэффициентов усиления первого и второго регулируемых усилителей 5, 6 путем подачи на их управляющие входы противофазных управляющих напряжений U

при и

пр

имеющих пилообразную форму.

Если первый регулируемый усилитель 5 полностью закрыт (его коэффициент передачи равен нулю), а второй регулируемый усилитель полностью открыт (его коэффициент передачи максима- лен), то сдвиг фазы в кольце, замкнутом цепью пололсительной обратной связи, определяется суммой сдвигов фазы в активном элементе 1 -t/, B противофазном делителе мощности 2 - , 0 ц|,| , во второй фазосдвигающей цепи 4 - tf и во втором регулируемом усилителе 6 - V,

Пренебрегая незначительным сдвигом фазы, обусловленным паразитными эле- 45 ментами транзисторов активного элемента 1 и первого и второго регулируемых усилителей 5, 6, примем к рассмотрению частотно-независимое измеСравнивая выражения (2) и (3) и учитывая, чго величины cf и и мень30 ше 9П°, можно сделать вывод, что в рассмотренном первом состоянии устанавливаются условия возникновения более низкой частоты генерации F , а во втором состоянии - более высокой

35 частоты генерации F. Таким образом, изменяя противофазно коэффициенты усиления первого и второго регулируемых усилителей 5, 6, можно плав.но изменять частоту генерации от F до Fj , В предлагаемом генераторе с электронной перестройкой частоты возмож- на перестройка частоты генерации в полосе частот порядка октавы. I Длины отрезков линии передачи 1 li 1,, первой и второй фазосдвигающих

цепей определяются требуемой частотой генерации и полосой перестройки и ограничиваются сверху и снизу. Их длина должна быть такой, чтобы услонение фазы сигнала транзисторами 80°, 50 вия (2) и (3) выполнялись при , Фазосдвигающие цепи 3, 4 в пред- иначе условия генерации будут выполлагаемом генераторе с электронной пе- няться и для более низких частот.

рестройкой частоты представляют собой отрезки линии передачи, имеющие элекTpi-теские длины 1 и

венно. Тогда фазовый деляется выражением 360°-Ь

Ч-4- т

где , - длина волны в линии передачи.

Суммарный сдвиг фазы (f в кольце для указанного состояния первого и второго регулируемых усилителей 5, 6 равен

Ч д 2-180 180° 540° - (f .

Учитывая, что фазовое условие генерации вьтолняется, если сдвиг фазы 1 равен или кратен 360° получим

t, (2ti+l) . 180 . (2) где п О,1,2, . . .

Аналогично для противоположного

емых усилителей 5, 6 (первый регули- руемый усилитель 5 полностью открыт, а второй регулируемый усилитель 6

закрыт) получим выражение суммарного

емых усилителей 5, 6 (первый регули- руемый усилитель 5 полностью открыт, а второй регулируемый усилитель 6

сдвига фазы i в кольце 4 g 2-180° + 180° - 180 или при условии генерации 1, п -360°,

(3)

где if - фазовый сдвиг, вносимый первой фазосдвигающей цепью 3, который равен

360° 1,...

Чг W

Сравнивая выражения (2) и (3) и учитывая, чго величины cf и и меньше 9П°, можно сделать вывод, что в рассмотренном первом состоянии устанавливаются условия возникновения более низкой частоты генерации F , а во втором состоянии - более высокой

частоты генерации F. Таким образом, изменяя противофазно коэффициенты усиления первого и второго регулируемых усилителей 5, 6, можно плав.но изменять частоту генерации от F до Fj , В предлагаемом генераторе с электронной перестройкой частоты возмож- на перестройка частоты генерации в полосе частот порядка октавы. I Длины отрезков линии передачи 1 li 1,, первой и второй фазосдвигающих

т.е. будут существовать паразитные колебания на частотах f/n, где F f FQ . Паразитная же генерация на частотах nf устраняется выбором усиления активного элемента 1 таким образом, чтобы условие баланса амплитуд не выполнялось на частотах выше F, .

Длина отрезка линии передачи 1 второй фазосдвигающей цепи 4 выбирается из условия, чтобы при нижней ча стоте генерации F суммарная электрическая длина в кольце была бы равна /2, а для частоты 2F, сдвиг фазы в таком отрезке будет равен 360°.

Таким образом, для получения перестройки частоты в октаве необходимо обеспечить изменение фазы в кольце на 180. Это достигается при выпол21

Ч

Такой

регулируемых и 6 соответст1, и Ij. (или их раз

нении условия

вьшод можно сделать, анализируя векторные диаграммы напряжений на выходах первой и второй фазосдвигающих цепей 3, 4 (фиг.2) и учитьшая соотношения (1) и (4). Выбор длин отрезков 1 и 1 ограничивается условием вытекающим из требования

+К If 1, где К - коэффициент усиления активного элемента; К,,К - коэффициенты усиления перво го и второго усилителей 5 венно;

угол cf - угол между векторами 1 и 2 (фиг.2) в средней точке диапазона, который обратно пропорционален разности длин отрезков линий 1, и

Если длины 1, и 1,1 ность) слишком малы, то в средней точке диапазона перестройки возможен

13453034

срьт генерации из-за невыполнения условия баланса амплитуд (т.е. модуль суммарного регулирующего вектора будет малым).

5

0

5

0

Формула изобретения

1. Генератор с электронной перестройкой частоты, содержащий последовательно соединенные активный элемент и делитель мощности, первую и вторую фазосдвигающие цепи, первый и второй регулируемые усилители, о т л и ч а- ю щ и-да с я тем, что, с целью расширения диапазона перестройки частоты I в сторону верхних частот, к первому

и второму выходам делителя мощности подключены входы соответственно первой и второй фазосдвигающих цепей, входы первого и второго регулируемых усилителей ср единены с выходами соответственно первой и второй фазо- Оцвигающих цепей, а выходы регулируе- мых усилителей соединены между собой и подключены к входу активного элемента, при этом делитель мощности вьшолнен в виде противофазного делителя мощности.

2. Генератор по п,1, отличающийся тем, что, с целью упрощения, противофазный делитель мощности выполнен в виде противофазного делителя мощности на щелевых линиях.

Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает расширение диапазона перестройки частоты в сторону верхних частот. Г-р содержит активный эл-т 1, противофазный делитель 2 мощности, фазосдвигающие цепи 3 и 4 и регулируемые у-ли 5 и 6. Длины отрезков линии передачи 1, и 12 цепей 3 и 4 определяются требуемой частотой генерации и.полосой перестройки и ограничиваются сверху и снизу. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. (Л со N4 СП СО о со ФигЛ 6 и у пр. 2

Составитель Н.Павлов Редактор Н.Слободяник Техред Л.Олийнык Корректор И.Шулла

Заказ 4930/53Тираж 900Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4

фие. Z