Делитель частоты Советский патент 1990 года по МПК H03B19/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в низкочастотных нелинейных и параметрических системах для преобразования частоты и обработки электрических низкочастотных и инфранизкочастотных сигналов.

Целью изобретения является расширение частотного диапазона в сторону инфранизких частот.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема делителя частоты; на фиг. 2 - диаграммы напряжений.

Делитель частоты содержит генератор 1 синусоидального напряжения накачки, первьй параметрон 2, фазовращатель 3, второй параметрон 4, балансный модулятор 5, третий параметрон 6 и фазовый детектор 7.

Делитель частоты работает следующим образом.

Входной периодический сигнал пос

тупает на балансный модулятор 5, осуществляющий амплитудную модуляцию сигнала, поступающего с генератора 1. Полученный балансно-модулированный сигнал вызывает манипуляцию фазы напряжения на входах накачки параметро- нов 4 и 6 на 180° каждую половину периода. На фиг. 2а изображен сигнал на входе делителя частоты, на фиг.26 - амплитуда U и фаза tf балансно- модулированного напряжения накачки.

Второй параметрон 4 формирует опорный фаэоманипулированный сигнал субгармоники., фаза которой изменяется соответственно фиг. 2г. Второй параметрон 4 выполнен по симметричной балансной схеме, в которой параметры варикапов и элементов индуктивностей (не показаны) должны быть идентичными.

Частота модуляции балансно-моду- лированиой накачки второго 4 и третье го 6 параметронов совпадает с частото входного сигнала, частота несущей определяется частотой генератора 1.

На выходе первого параметрона 2 имеет место постоянная фаза субгармоники. Он выполнен по балансной схеме, но с несимметрией емкостей в рабочей точке. Вследствие этого при каждом включении накачки одна из двух фаз субгармоники в первом параметроне 2 оказывается предпочтительной, поэтому первый параметрон 2 возбуждается всегда в одной фазе, а колебания субгармоники с известной фазой исполь

0

5

0

5

0

5

0

0

5

зуются в качестве опорного сигнала постоянной фазы.

В первую половину периода модуляции накачки второго параметрона 4 (фиг. 26) ее фаза совпадает с фазой немодулированной накачки параметрона 2 постоянной фазы еубгармоники. Поэтому в первую половину периода модуляции во втором параметроне 4, являющемся параметроном фазоманипулирован- ного опорного сигнала, возбуждается только синусная компонента субгармоники, как и в первом параметроне 2. Фаза возбуждаемой синусной компоненты (0 или 180°) определяется начальными условиями по этой компоненте субгармоники в момент возбуждения вто рого параметрона 4, Амплитуда и фаза субгармонических колебаний, определяющих начальные условия для второго параметрона 4, формируются из субгармонических колебаний первого параметрона 2 с помощью фазовращателя 3. Последний обеспечивает фазовый сдвиг субгармоники первого параметрона 2 на величину около -45°, что дает запаздывание по фазе субгармоники первого параметрона 2. При этом синусная и косинусная компоненты начальных амплитуд субгармоники оказываются примерно одинаковыми.

Амплитуда каждой компоненты начальных амплитуд субгармоники должна ревышать помеховую составляющую субгармоники, обусловленную оставшимися во втором параметроне 4 колебаниями субгармоники от предыдущей половины периода модуляции, если переходной процесс по фазе субгармоники не завершился. Для уверенного фазирования второго параметрона 4 амплитуда фазирующего сигнала по каждой компоненте в момент его возбуждения после переключения фазы накачки должна быть не более 0,1 от максимальной амплитуды субгармоники на периоде модуляции. Такой подбор фазы и амплитуды субгармонических колебаний, обеспечиваемый фазовращателем 3, позволяет в-первую половину периода мсцуляции накачки возбуждать фазу 0° по синусной компоненте субгармоники, а во вторую половину периода - фазу +90 по косинусной компоненте.

Третий параметрон 6 выполняет функцию делителя огибающей балансно-моду- лированной накачки. На него не поступает внешний сигнал субгармоники.

5158

т.е. он не фазируется в отличие от второго параметрона 4. Поэтому в момент включения начальные условия для него определяются шумами в его контуре. Третий параметрон 6 выполнен, как и второй параметрон 4, по балансной симметричной схеме.

В третьем параметроне 6 возбуждается синусная компонента субгармоники, для которой начальная фаза (О или 180°) случайна. Однако в каждую последующую половину периода модуляции в момент переключения фазы накачки фаза не является случайной, а однозначно определяется фазой компоненты субгармоники в предыдущую половину периода модуляции.

Если синусная компонента возбуждалась в фазе 0° в предыдущую половину периода модуляции, то фаза возбуждаемой косинусной компоненты будет +90°, а фаза синусной компоненты в последующую половину периода -180° и т-.д. Если синусная компонента в предыдущую половину периода модуляции возбудилась в фазе 180°, то при переключении фазы накачки возбуждаемая косинусная компонента субгармоники будет иметь фазу -90°, а после очеред ного переключения фазы накачки возбудителя синусная компонента возбудит

ся с фазой 0° и т.д. Таким образом, при работе третьего параметрона 6 синусная и косинусная компоненты в нем возбуждаются попеременно, что влечет за собой изменение фазы субгармоники (фиг. 2в).

Выделение огибающей субгармоники осуществляется в фазовом детекторе 7, опорным сигналом которого является выходной сигнал второго параметро- ра 4 (фиг. 2г). Входное напряжение фазового детектора 7 имеет период изменения фазы субгармоники с третье

го параметрона 6 (фиг. 2д). Таким образом, частота выходного сигнала оказывается вдвое меньше частоты входного сигнала делителя частоты.

Использование данного технического решения позволяет уменьшить габариты индуктивных элементов параметронов при расширении частотного диапазона в сторону инфранизких частот, так как параметры индуктивных элементов в делителе частоты определяются не частотой входного сигнала, а частотой накачки.

Кроме того, время переходных процессов уменьшается, так как появление выходного напряжения определяется нарастанием субгармоники, частоту которой можно выбрать достаточно высокой. Формула изобретения

Делитель частоты, содержащий генератор синусоидального напряжения накачки, к выходу которого подключен вход первого параметрона, отличающийся тем, что, с целью , расширения частотного диапазона в сторону инфранизких частот, введены последовательно соединенные фазовращатель и второй параметрон, последовательно соединенные балансный модулятор, третий параметрон и фазовый детектор, второй вход которого подключен к выходу второго параметрона, вход балансного модулятора подключен к выходу генератора синусоидального напряжения накачки, второй вход второго параметрона подключен к выходу балансного модулятора, выход первого параметрона соединен с входом фазовращателя, другой вход балансного модулятора и выход фазового детектора являются соответственно входом и выходом делителя частоты.

Изобретение относится к радиотехнике. Целью изобретения является расширение частотного диапазона в сторону инфранизких частот. Для этого сигнал с генератора 1 модулируется в балансном модуляторе 5 входным сигналом. Модулированный сигнал вызывает манипуляцию фазы напряжения на входах накачки второго 4 и третьего 6 параметров на 180° каждую половину периода. Второй параметрон 4 формирует опорный фазоманипулированый сигнал субгармоники. Частота модуляции второго 4 и третьего 6 параметронов совпадает с частотой входного сигнала. На выходе первого параметрона 2 существует постоянная фаза субгармоники. Амплитуда и фаза колебаний, определяющих начальные условия третьего параметрона 6, формируются первым параметроном 2 и фазовращателем 3. Третий параметрон 6 является делителем огибающей балансно-модулированной накачки и он не фазируется. Выделение огибающей субгармоники осуществляется в фазовом детекторе 7, причем опорный сигнал поступает с выхода второго параметрона 4. Поэтому частота выходного сигнала оказывается вдвое меньше частоты входного сигнала. 2 ил.

Фиг. Z