Умножитель частоты Советский патент 1988 года по МПК H03B19/00 

4

ел

4

Изобретение относится к радиотехнике и уменьшает глубину паразитной AM выходного сигнала при четном коэф. умножения. Устр-во содержит источник 1 sin-напряжения, полупровод никовые диоды 2 и 15, транзисторы 3 и 14, нагрузку, выполненную в виде параллельного LC-колебательного кон тура 4, конденсатор 11, катушку индуктивности 12 и резистор 13, тр-р 5 с первичной 6 и вторичными 7 и 16 обмотками параллельные RC-цепи 8 (конденсатор 9 и резистор 10) и 18 (конденсатор 19 и резистор 20). Введена дополнительная обмотка 17 тра-ра 5. Энергия в LC-колебательный контур 4 поступает дважды за период входного колебания; уменьшается глубина паразитной AM. 2 ил.

(раг.1

Изобретение относится к радиотех инке и может использоваться в качестве источника колебаний повышенной частоты, в частности, для питания электрсщвигателей и в радиотехнических устройствах различного назначения

Цель изобретения уменьшение глубины паразитной амплитудной модуляции выходного сигнала при четном коэффициенте умножения.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого умножителя частоты; на фиг.2 - вре менные диаграммы его работы.

Умножитель частоты содержит источник 1 синусоидального напряжения, первый полупроводниковый диод 2,первый транзистор-3, нагрузку, выполнен ную в виде параллельного LC-колеба- тельного контура А, трансформатор 5 с первичной обмоткой 6 и первой вто ркчной обмоткой 7, первую параллельную КС-цепь 8, причем последняя име- ет конденсатор 9 и резистор 10, а параллельный LC-колебательный контур 4 конденсатор 11, катушку 12 индуктивности и резистор 13, второй транзистор 14, второй полупроводни- ковый диод 15, вторую вторичную обмотку 16 трансформатора 5, дополнительную обмотку 17 трансформатора 5, вторую параллельную RC-цепь 18, содер жащую конденсатор 19 и резистор 20.

Умножитель частоты работает следую щим образом.

Напряжение умножаемой частоты поступает с источника 1 на первичную обмотку 6 трансформатора 5.

В течение времени t,,.t (фиг.2а) конденсатор 9.КС-цепи 8 разряжается через резистор 10, при этом транзистор 3 закрыт, так как к его переходу база - эмиттер приложено отрицатель- ное напряжение, представляющее собой разность двух напряжений: 3 (пунктир) - на вторичной обмотке 7 трансформатора 5 и Uj(сплошная линия) - на конденсаторе 9. В момент времени

t, напряжение U на вторичной обмотке 7 трансформатора 5 становится равным напряжению UQ на конденсаторе 9, после чего начштает проводить ток ij пе реход база - эмиттер транзистора 3, и кондеснатор 9 заряжается по цепи: вторичная обмотка 7 трансформатора 5- конденсатор 9 - переход база - эмиттер транзистора 3. В момент времени

.

Q

15

о 5 0

п

5

0

5

t заряд конденсатора 9 прекращается, и базовый ток ij транзистора 3 становится равным нулю. Таким образом, транзистор 3 с полупроводниковым диодом 2 можно рассматривать как управляемый ключ, который в течение времени t...t находится в разомкнутом состоянии, а на время t...t,. подключает нагрузку - параллельный LC-коле- бательный контур 4 - к источнику 1 синусоидального напряжения. При t tj процессы повторяются с периодом, равным Т.

Так как напряжение U, (фиг.26) вторичной обмотки 16 трансформатора 5, поступающее на базу транзистора 14 через параллельную RC-цепь 18, включающую конденсатор 19 и резистор 20 и работающую аналогично параллельной КС-цепи 8, находится в противофа- , зе по отношению к U-, то процессы в базовой цепи транзистора 14 сдвинуты на Т/2. Поэтому при t...t через переход база - эмиттер транзистора 14 протекает ток i , ключ, составленный из транзистора 14 и полупроводникового диода 15, находится в прово дящем состоянии, в остальную часть периода ключ разомкнут.

Таким образом (фиг.2в) при t...t- параллельный LC-колебательный контур 4 отключен от источника 1 синусои дельного напряжения и дополнительной обмотки 17, поэтому конденсатор II перезаряжается через катушку 12 инудктивности и резистор 13 с часто - той, равной резонансной частоте параллельного LC-колебательного конту ра 4, т.е. совершается затухающий колебательный процесс (сплошная линия). В рассматриваемом случае частота раллельного LC-колебательного контура 4 выбрана равной 40), где cJ - частота входного напряжения. При t,..tj параллельный LC-колебательный контур 4 через ключ, составленньгй из транзистора 3 и полупроводникового диода 15, подключен к дополнительной обмотке 17 трансформатора 5. Так как в это время напряжение U на обмотке 17 (пунктир) превьштает напряжение U на конденсаторе 11 (сплошная линия), то происходит заряд конденсатора 11 по цепи: дополнительная обмотка 17 трансформатора 5 - полупроводниковый диод 15 - трлнзистор 14 - конденсатор П. При t,...r. ц параллельный LC-Ko лебател нь:й контур 4 отключен от ис-

точника 1 синусоидального напряжения и дополнительной обмотки 17 трансформатора 5, и конденсатор 11 снова перезаряжается через катушку 12 индуктивности и резистор 13 с частотой AW . В течение времени t...t5, когда замкнут ключ, составленный из транзистора 3 и полупроводникового диода 2, осуществляется заряд конден сатора 11 (сплошная линия) по цепи: источник 1 синусоидального напряжения - полупроводниковый диод 2 - транзистор 3 - конденсатор 11, Далее процессы периодически повторяются.

Таким образом, в умножителе частоты энергия в LC-колебательный контур 4 поступает дважды на период Т входного колебания, уменьшается глубина паразитной амплитудной модуляции.

Напряжение U (фиг.2в) является периодической функцией с периодом Т/2, поэтому в спектре напряжения присутствуют лишь четные гармоники.

Формула изобретения

Умножитель частоты, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого соединена с источником сину соидального напряжения, первый транзистор, эмиттер которого соединен с первым выводом первой вторичной обмотки трансформатора и с первым выводом нагрузки, а база через первую параллельную КС-цепь соединена с вторым вьгоодом первой вторичной обмотки трансформатора, первый полу проводниковый диод, который включен между первым вьшодом первичной обмотки трансформатора и коллектором первого транзистора, второй транзистор, база которого через вторую параллельную RC-цепь соединена с первым выводом второй вторичной обмотки трансформатора, а эмиттер - с вторым выводом второй вторичной обмотки трансфор матора, и второй полупроводниковый диод, один вывод которого соединен с коллектором второго транзистора, при этом второй вывод нагрузки соединен с вторым выводом первичной обмотки трансформатора, а нагрузка выполнена в виде параллельного LC-колебатель- ного контура, отличающий- с я тем, что, с целью уменьшения глубины паразитной амплитудной моду ляции выходного сигнала при четном коэффициенте умножения, введена дополнительная обмотка трансформатора, первьй вьшод которой соединен с вторым вьшодом первичной обмотки трансформатора, а второй - с другим вьшодом второго полупроводникового диода при этом эМиттер второго транзистора соединен с эмиттером первого транзистора.

N

/II

i/

kO JVU.

Л

I

I 4

X

:t

u,.

x IX

/ I I

/ ч //

/ LJ

фиг. 2

I / II

/

tk

t

u,.