Умножитель частоты Советский патент 1988 года по МПК H03B19/00 

со о

IN9

со

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - расширение диапазона коэф. умножения при улучшении подавления паразитных гармоник, кратных частоте входного сигнала. Устр-вр содергшт транзисторы (т) 1-3, выходной парагшельньй LC- колебательный контур 4, параллельный LC-колебательный контур (ПКК) 5, разделительный конденсатор (РК) 7, резисторы 9, 10, резистивный делитель М напряжения. Введен входной трансформатор 6, первый и второй выводы вторичной обмотки к-рого соединены с вторым выводом РК 7 и базой Т 3. Между вторым выводом ПКК 5 и тайной питания первого источника питания введены последовательно соединенные второй,..., п-й ЦПК . Между первым выводом вторичной обмотки трансформатора 6 и эмиттером Т 3 введен РК 8. База Т 2 соединена с общей шиной. Второй вывод делителя II соединен с шиной питания второго источника питания. ППК 5,-5 г, настроены на соответствуи1дие гармоники частоты входного сигнала. 1 ил. С S (Л

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для умножения частоты аналоговых сигналов радиотехнических устройств.

Цель изобретения - расширение диа пазона коэффициентов умножения .при улучшении подавления паразитных гармоник , кратных частоте входного сигнала.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого умножителя частоты.

Умножитель частоты содержит перг вый 1, второй 2 и третий 3 транзисторы, выходной параллельный ЬС-коле- бательный контур 4, первый 5,, второй 5, третий 5j,.,., п-ый 5 параллельный LC-колебательные контуры входной трансформатор 6, первый 7 и второй 8 разделительные конденсаторы, первый 9 и второй 10 резисторы и резистивный делитель 11 напряжения.

Умножитель частоты работает сле- ДУЮП1ИМ образом.

Входной сигнал с вторичной обмотки входного трансформатора 6, настроенного на частоту входного сигна

ла fр, через разделительный конденсатор 8 прикладывается между базой и эмиттером транзистора 3, который образует первый каскад умножения частоты, С помощью резистивного делителя 11 напряжения устанавливается тре25 транзистор, 1 включен по схеме с общим эмиттером, так как сигнал с первого каскада подается между базой и эмиттером, а снимается с эмиттера транзистора 1, т.е. общим зажимом

30 между входом и выходом является эмит тер транзистора 1, поэтому он су-, щественно усиливает и нелинейно преобразует входной сигнал. Дпя побочных гармоник контуры представбуемое напряжение между базой и эмит-. собой эквивалентное сопротивле40

тером транзистора 3, обеспечивающее необходимый угол отсечки входного сигнала для получения максимальной амплитуды полезной гармоники на выходе первого каскада. Выходной сигнал снимается с двух электродов транзистора 3-е эмиттера через последовательно соединенные разделительные конденсаторы 7 и В сигнал подается на базу, а с коллектора на 45 эмиттер транзистора 1, который является вторым каскадом умног жения частоты. По высокой частоте транзисторы 3 и 1 включены по схеме с оби1им эмиттером, так как общим электродом между входом и выходом в каждом из них является эмиттер, поэтому первый и второй каскады умножения частоты обладают максимальным усилением по мощности. Третий каскад умножения частоты вьшолнен на транзисторе 2, включенном по схеме с общей базой. В коллекторную цепь транзистора 2 включен выходной па50

ние большой величины, которое включается между коллектором транзистора 1 и шиной питания. В результате из- за насыщения транзистора 1 при отрицательных полуволнах коллекторного напряжения с частотой побочных гармоник резко падают коэффициент усиления транзистора 1 для побочных гармоник и среднее значение его выходного и входного сопротивления. Последнее приводит к тому, что резко уменьшается коэффициент усиления для побочных гармоник и первого каскада умножения на транзисторе 3.

Колебательные контуры 5,-5 включены в высокоомную коллекторную цепь транзистора I и не шунтируются нагрузкой или низким входным сопротивлением следующего каскада, поэтому обладают высокой добротностью. В результате подавление нежелательных и наиболее опасных соседних гармоник увеличивается.

раллельный LC-колебательный контур А, настроенный на полезную гармонику nfp входного сигнала, где п - коэф

фициент умножения частоты. Таким образом, входной сигнал проходит последовательно все три транзистора 1 - 3, что повышает нелинейность проходной характеристики. Повышение нелинейности проходной характеристики приводит к увеличению коэффициента гармоник, а следовательно, и к увеличению содержания высших гармоник в спектре выходного тока.

Подавление побочных гармоник выходного сигнала осуществляется с помощью параллельных LC-колебательных контуров 5,-3|,, настроенных на подавляемые гармоники, следующим обра

зом. Для полезной гармоники сигнала nfjj контуры 5,-5 обладают низким эквивалентнь м сопротивлением, поэтому коллектор транзистора 1 можно считать заземленным. Несмотря на это.;

транзистор, 1 включен по схеме с общим эмиттером, так как сигнал с первого каскада подается между базой и эмиттером, а снимается с эмиттера транзистора 1, т.е. общим зажимом

между входом и выходом является эмиттер транзистора 1, поэтому он су-, щественно усиливает и нелинейно преобразует входной сигнал. Дпя побочных гармоник контуры представ собой эквивалентное сопротивле

ние большой величины, которое включается между коллектором транзистора 1 и шиной питания. В результате из- за насыщения транзистора 1 при отрицательных полуволнах коллекторного напряжения с частотой побочных гармоник резко падают коэффициент усиления транзистора 1 для побочных гармоник и среднее значение его выходного и входного сопротивления. Последнее приводит к тому, что резко уменьшается коэффициент усиления для побочных гармоник и первого каскада умножения на транзисторе 3.

Колебательные контуры 5,-5 включены в высокоомную коллекторную цепь транзистора I и не шунтируются нагрузкой или низким входным сопротивлением следующего каскада, поэтому обладают высокой добротностью. В результате подавление нежелательных и наиболее опасных соседних гармоник увеличивается.

В умножителе частоты подавляются как четные, так и нечетные гармоники включая и первую, имеющую наибольший уровень, гармонику входного сигнала,

Формула изобретения

Умноткитель частоты, содержалщй первый транзистор, база которого соединена с первым выводом первого раз делительного конденсатора и через. первый резистор - с общей шиной, а коллектор - с первым выводом первого параллельного LC-колебательного контура, второй транзистор, коллектор которого через выходной параллельньй LC-колебательный контур соединен с шиной питания первого источника питания, третий транзистор, коллектор которого соединен с эмиттерами пер- вого и второго транзисторов, эмиттер через второй резистор соединен с шиной питания второго источника питания, а база - с отводом резистив- ного делителя напряжения, первый вы- вод которого соединен с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона коэффициентов умножения при улучшении подавления побочньк гармоник, кратных частоте входного сигнала, в него введен входной трансформатор, первый и второй вьтоды вторичной обмотки которого соединены соответственно с вторым выводом первого разделительного конденсатора и базой третьего транзистора, между вторым выводом первого параллельного LC-колебательного контура и с шиной питания первого источника питания введены последовательно соединенные второй, третий, ..,, п-й параллельные LC-колебатель- ные контуры, мезаду первым вьгоодом вторичной обмотки входного трансформатора и эмиттером третьего транзис- тора введен второй разделительный конденсатор, при этом база второго транзистора соединена с общей шиной, второй вывод резистивного делителя напряжения соединен с шиной питания второго источника питания, а первый, второй, третий,..., п-й параллельные LC-колебательные контуры настроены на соответствующие гармоники частоты входного сигнала.