Импульсный генератор Советский патент 1988 года по МПК H03K3/86 

ел

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительной технике, системах контроля и синтезаторах частот.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет расширения .набора генерируемых частот и возможности программного изменения частоты.

На чертеже представлена структурно-электрическая схема устройства.

Устройство содержит высокостабильный СВЧ генератор 1, выход которого через фильтр 2 высоких частот (ВЧ) соединен с эмиттером туннельного диода 3, база которого соединена с общей шиной, эмиттер туннельного диода 3 через фильтр 4 низких частот (НЧ) соединен с выходом источни- ка 5 тока и входом первого формирователя 6 импульса, элемент 7 задержки, мультиплексор 8, первый выход которого соединен с входом первого формирователя 6 импульса, элемент И 9, выход которого соединен с информационным входом мультиплексора 8 первый вход - с выходом элемента 7 задержки, а второй вход - с шиной 10 блокировки устройства, второй фор мирователь 11 импульса, вход которо- го соединен с вторым выходом мультиплексора 8, делитель 12 частоты, выход которого соединен с управляющим входом мультиплексора 8, а вход - с выходами п рвого 6 и второго 11 фор- мирователей импульса, первый 13 и второй 14 элементы ИЛИ, первые входы Которых объединены и соединены с входом делителя 12 частоты, а вторые входы . также объединены и Соединены с шиной 1-5 запуска устройства, приче выход первого элемента ИЛИ 13 соединен с входом элемента 7 задержки, а выход второго элемента ИЛИ 14 соединен с выходной шиной 16 устройства

Мультиплексор 8 содержит третий 17 и четвертый 18 элементы И и инвертор 19, при этом первые входы элементов И объединены и соединены с информационным входом мультиплексо- pa 8, а выходы соединены с соответствующими выходами мультиплексора 8.

Второй вход третьего элемента И 17 соединен с выходом инвертора 19, вход которого объединен с вторым входом четвертого элемента И 18 и управляющим входом мультиплексора 8.

Фильтры высоких и низких частот могут быть выполнены, например, на полосковых линиях.

Импульсный генератор работает следующим образом.

В исходном состоянии устройство находится в ждущем режиме. К шине 10 подведено постоянное напряжение с уровнем логического О, блокрующее элемент И 9. Гармонический сигнал с выхода СВЧ генератора 1 поступает через фильтр 2 ВЧ на туннельный диод 3 и осуществляет модуляцию порога его срабатывания, установленного в результате протекания через него постоянного тока источника 5.

Работа устройства начинается с подачи на шину 10 постоянного напряжения с уровнем логической 1, что приводит к разблокировке элемента И 9. Генерация колебаний на выходе устройства начинается в момент поступления на шину 15 импульса запуска. Этот импульс проходит развязывающий элементИЛИ 13, элемент 7 задержки, элемент И 9 и поступает на информационный вход мультиплексора 8. При наличии на выходе делителя 12 Сигнала с уровнем логического О, импульс ,с информационного вход мультиплексора 8 проходит через открытый элемент И 17 на вход формирователя II, с выхода которого поступает на вход делителя 12 частоты и первые входы элементов ИЛИ 13 и 14, завершая первый цикл циркуляции. Последовательность циркуляции повторяется в данном контуре до тех пор, пока число импульсов, поступающее на вход делителя 12 частоты, не

сравняется с установленным кодом коэффициента D деления, при этом на его выходе формируется 1. С э того момента блокируется элемент И 17, и контур генерации замыкается через открытый элемент И I8 и формирователь 6. Импульс, вызвавший.переклю- чение делителя 12, после прохождения мультиплексора 8 поступает на вход формирователя 6 и одновременно через фильтр 4 НЧ на туннельный диод 3. Переключение туннельного диод 3 приводит к срабатыванию формирова- теля 6. Импульс с его выхода поступает на первые входы элементов ИЛИ и 14 и н вход делителя 12 частоты, при этом на его выходе формируется

о, в результате контур циркуляции вновь замыкается через формирователь П, и процессы в импульсном генераторе начи.найт повторяться с периодичностью, определяемой коэффициентом D деления делителя 12.

Взаимодействие импульса, поступающего на туннельный диод и гармонического СВЧ сигнала, модулирующего его порог, приводит к синхронизации ,по фазе СВЧ сигнала момента переключения туннельного датчика 3, В устройстве устанавливается режим генерации, при котором в каждых D перио- . дах импульсного генератора заключено .целое число К периодов высоко- стабильного гармонического СВЧ сигнала. При этом осредненная по D периодам стабильность выходного сигнала импульсного генератора определяется осредненной по К периодам стабильностью прецизионного СВЧ сигнала. Число К,„,„, периодов колебаний СВЧ генератора, приходящихся на период импульсного генератора является, в общем случае, дробным рациональ.ным числом. Таким образом, частота fвь1х импульсного генератора и частота fcgq синхронизирующего СВЧ генератора 1 связаны соотношением

-.сеч

If. с

вых

где K/D,

Реализуемые в данном устройстве значения К и D удовлетворяют.следующим условиям:

26D eritrf -91Lol

J

K«,,.c.

где - целая часть числа А; V f /f

макс мин свч макс

Частота мо(кс ограничена сверху быстродействием используемой элеьч1401577

ментНой базы, а „н минимальная частота повторения импульса на входе формирователя 6.

Значени е f д,„н ограничено снизу нестабильностью циркуляции импульса в контуре генератора.

Фор.мула изобретения

Импульсный генератор, содержащий высокостабильный СВЧ-генератор, выход которого через фильтр высоких

частот соединен с эмиттером туннельного диода, база которого соединена с общей шиной, эмиттер туннельного диода через фильтр низких частот соединен с выходом источника тока и

входом первого формирователя импульса, и элемент задержки, отличающийся тем, что,,с целью расширения набора генерируемых частот и при одновременном обеспечении возможности программного изменения частоты, в него введены мультиплексор, первый выход которого соединен с входом первого формирователя импульса, элемент И, выход которого соединен с информационным входом мультиплексора, первый вход - с выходом элемента задержки, а второй вход - с шиной блокировки устройства, второй формирователь импульса, вход которого соединен с вторым выходом мультиплексора, делитель частоты, выход которого соединен с управляющим входом мультиплексора, а вход - с выходом первого и второго формиро-

вателей импульса, первый и второй элементы ИЛИ, первые входы которых соединены с входом делителя частоты, а вторые входы - с щиной запуска устройства, причем выход первого

элемента ИЛИ соединен с входом элемента задеряжи, а выход второго элемента ИЛИ соединен с выходной шиной устройства.

Изобретение служит для расширения функциональных возможностей устройства. Устройство содержит высокостабильный СВЧ-генератор 1, фильтры 2 и 4 высоких и низких частот, туннельный диод 3, ист.очник 5 тока, формирователь 6 импульса и элемент 7 задержки . Введение мультиплексора 8, элемента И 9, элементов ИЛИ 13 и 14, формирователя II импульса, делителя 12 частоты расширяет набор генерируемых частот и обеспечивает возможность их программного измене- НИН, 1 ил.