Умножитель частоты Советский патент 1988 года по МПК H03B19/00 

17

(Л

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - уменьшение глубины паразитной АН выход- нога сигнала при нечетном коэф.умножения частоты. Умножитель частоты содержит источник 1 синусоидального напряжения, полупроводниковый диод 2, транзистор 3, параллельньй LC-коле- бательный контур 4, тр-р 5 с первичной обмоткой 6 и вторичной обмоткой 7, параллельную RC-цепь 8, включающую конденсатор 9 и резистор 10, а параллельный LC-колебательный контур 4 включает конденсатор 11, катушку индуктивности 12 и резистор 13.Для достижения цели введены дополнительный диод 15, дополнительная вторичная обмотка 16 трансформатора 5 и дополнительная RC-цепь 17, ключаю- щая конденсатор 1В и резистор 19. 2 ил.

п

СР

1

(ib О9

«VI

дуиг,

10

20

. Изобретение относится .к радиотехнике и может быть использовано в качестве источника колебаний повьшен- ной частоты, в частности, для питания электродвигателей и в радиотехнических устройствах различного назначения.

Цель изобретения - уменьшение глубины паразитной амплитудной модуля- ции выходного сигнала при нечетном коэффициенте умножения частоты.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема предложенного умножителя частоты; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Умножитель частоты содержит источник 1 синусоидального напряжения, полупроводниковый диод 2, транзистор 3, параллельный LC-колебательный контур 4, трансформатор 5 с первичной обмоткой 6 и вторичной обмоткой 7, параллельную КС-цепь 8 из конденсатора 9 и резистора 10, причем параллельный LC-колебательньга контур 4 сос-25 тоит из конденсатора 11, катушки 12 индуктивности и резистора 13, дополнительный транзистор 14, дополнитель- ньй диод 15, дополнительную вторичную обмотку 16 трансформатора 5 и допол- зо нительную КС-цепь 17 на конденсаторе 18 и резисторе 19.

Умножитель частоты работает следующим образом.

Умножаемый сигнал поступает от источника 1 на первичную обмотку 6 трансформатора 5.

В течение t (фиг.2а) конденсатор 9 RC-цепи 8 разряжается через резистор 10, при этом транзистор 3 .. закрыт, так как к его переходу база - эмиттер приложено отрицательное напряжение, представляющее собой разность двух напряжений: U (фиг.2а пунктир) - на вторичной обмотке .7 . трансформатора 5 и U (фиг.2а, сплощ- ная линия) - на конденсаторе 9. В момент t напряжение U на вторичной обмотке 7 трансформатора 5 становится равным напряжению U, на конденсаторе 9, после чего начинает проводить ток ij переход база-эмиттер транзис-. тора 3; конденсатор 9 заряжается по цепи-:-вторичная обмотка 7 трансформатора 5 - конденсатор 9 - переход база-эмиттер транзистора 3. В момент tf заряд конденсатора 9 прекращается

35

50

и

базовый ток i, (фиг.2а) транзисто15

ра 3 становится равным нулю. Таким

образом, транзистор 3 с полупроводниковым диодом 2 можно рассматривать как управляемый ключ, который в течение t,- t.

находится в разомкнутом состоянии, а на время t подключает нагрузку - LC-колебательный контур 4, к источнику 1 синусоидального напряжения. При t t у процессы повторяются с периодом, равным Т.

Так как напряжение U (фиг.26) вторичной обмотки 16 трансформатора 5, поступающее на базу транзистора 14, через КС-цепь 17, работающую аналогично КС-цепи 8, находится в проти- вофазе по отношению к U, то процессы в управляемом клюне на транзисторе 14 и полупроводниковом диоде 15, сдвинуты на Т/2. Поэтому в течение

5 о

.

5

0

ч:, tj- Ц и т.д. через переход база-эмиттер транзистора 14 протекает базовый ток 1(фиг.2б), ключ находится в проводящем состоянии в остальное врмя ключ разомкнут.

Таким образом, в течение t - t (фиг.2в) LC-колебательный контур 4 отключен от источника 1 синусоидального напряжения, поэтому конденсатор 11 перезаряжается через катушку 12 индуктивности и резистор 13 с частотой, равной резонансной частоте параллельного LC-колебательного . контура 4, т.е. совершается затухающий колебательный процесс (фиг.2в). В рассматриваемом случае частота параллельного LC-колебательного контура 4 выбрана равной Зо) , где ш - частота входного напряжения. В течение t - t LC-колебательный контур 4 через ключ на транзисторе 14 и полупроводниковом диоде 15, подключен к источнику 1 синусоидального напряжения. Так как в это время отрицательное напряжение U (фиг.2в, пунктир) источника 1 превышает по величине отрицательное напряжение и (фиг.2в, сплошная линия) на конденсаторе 11, то происходит процесс заряда конденсатора 11 по цепи: источник 1 синусоидального напряжения - конденсатор 11 - полупроводниковый диод 15 - транзистор 14. В течение

Чt LC-колебательный контур 4

отключен от источника 1 синусоидального напряжения, конденсатор 11 снова перезаряжается через катушку 12 индуктивности и резистор 13 с частотой Зш . В течение t . - t,

5

когда замкнут ключ на полупроводниковом диоде 2.и транзисторе 3, осуществляется заряд конденсатора 11 (фиг,2в, сплошная линия) по цепи: источник 1 синусоидального напряжения - полупроводниковый диод 2 - транзистор 3 - конденсатор 11. Далее процессы периодически повторяются. Как видно из фиг.2в, напряжение и на LC-колебательном контуре, представляющем собой нагрузку умножителя, изменяется с частотой 3 ы и имеет форму, близкую к синусоиде. При этом энергия в LC-колебательный контур 4 поступает от источника 1 синусоидального напряжения через Т/2 т.е. дважды за период Т входного колебания . Гармонический анализ выходного напряжения U (фиг.2в) показывает, что в его спектре отсутствуют четные гармоники, поскольку форма напряжения обладает симметрией Ш-го рода.

II

.Л

11 Дх...У1::

-ч

Формула изобретения

Умножитель частоты по авт.св. № 1322406, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения глубины паразитной амплитудной модуляции выходного сигнала при нечетном коэффициенте умножения частоты, в него введены дополнительный транзистор, эмиттер которого подключен к точке соединения полупроводникового диода с первым выводом первичной обмотки трансформатора, дополнительный полупроводниковый диод, который включен между коллектором дополнительного транзистора и первым выводом вторичной обмотки трансформатора; дополнительная КС-цепь, первый вывод которой соединен с базой дополнительного транзистора, при этом второй вывод дополнительной RC-цепи и эмиттер дополнительного транзистора соединены соответственно с первьм и вторым выводами введенной дополнительной вторичной обмотки трансформатора.

V

-ч