МНОГОУСТОЙЧИВЫЙ ЧАСТОТНЫЙ ЭЛЕМЕНТ Советский патент 1964 года по МПК H03H7/00 H01P7/06 

Известны 1многоустойчивые частотные элементы, Содержащие колебательную систему с сосредоточенными постоянными, емкость полупроводникового перехода и емкость фильтра, управляющую напряжением на переходе.

Предлагаемая схема отличается тем, что р, ней в качестве резонансной системы используется объемный резонатор, частота настройкн которого зависит от ем кости р - «-переходов полупроводниковых диодов, соединенных при по.мош,и петли связи с источником напряжения питания, содержащим составляющие спектра частот, соответствующие собственным частотам возбуждения резонатора.

Ма фиг. 1 изображена принципиальная схема элемента; на фиг. 2 - графическое решение трансцендентного уравнения -коаксиальной линии с емкостной нагрузкой на обоих концах; на фиг. 3 - распределение резонансных частот коаксиальной линии с емкостной нагрузкой и спектр напряжения питания; иа фиг. 4 - зависимость напряжения на выходе детектора от смещения параметрического диода.

Быстродействующий многоустойчивый элемент содержит объемный резонатор У с параЛ етрическими диодами 2, включенными между центральным проводником и корпусом. На вход 3 подают сигнал от генератора запускающих импульсов. На петлю 4 связи подают напряжение линейчатого спектра. Петля 5

СВЯЗИ служит для индикации состояния элемента. Отрезок коаксиальной линии с емкостной нагрузкой на обоих концах обладает бесконечным количеством резонансных частот, определяемых уравнением:

ctR-для нечетных

..1.(Н н

i

-t

для четных.

где ZQ - волновое сопротивление отрезка; п - число натурального ряда, положительное;

(О - рабочая частота; С„ - емкость нагрузки; / - геометрическая длина отрезка; Р - фазовая постоянная, решается графически.

На фиг. 2 изображены кривые нравой ча,fi/

сти уравнения как функции -.

Левая часть уравнения может быть представлепа прямой, проходящей через начало

7 / L- f

координат

2 с Z с где /С-- (С скорость света).

висимость емкости перехода параметрического диода от напряжения на нем выражается соотношением:

СД

ч -

у 0,2+ и

где В - некоторая постоянная;

и - напряжение на переходе. Изменение С эквивалентно изменению угла наклона прямой на фиг. 2.

На фиг. 2 изображены прямые, соответствующие / 30 см и 1 75 см при изменении Си От 0,18 до 0,8, что соответствует изменению напряжения на переходах диодов от О до 20 в (Zo 75 ом).

Из графиков видно, что величина перестройки .возрастает с увеличением числа полуволн, укладывающихся на длине отрезка, а также с уменьшением геометрической длины отрезка, т. е. с повышением рабочих частот.

На фиг. 3, а и б приведена картина распределения резонансных частот отрезка см при нулевом смещении на р - д-переходе.

Нри возбуждении такого резонатора сигналом, содержащим одновременно частотные составляющие, показанные на фиг. 3, в, изменение постоянного смещения на диодах приводит к тому, что распределение резонансных частот отрезка смещается п последовательно занимает положения, изображенные на фиг. 3, г. При этом резонатор последовательно воз.буждается на каждой из четырех частот питающего сигнала (частотные составляющие обозначены отрезками различной длины для различения последовательных состояний при перестройке).

Детектируя выведенный из резонатора сигнал, получаем зависимость I(U, где и„ -напряжение постоянного смещения параметрического днода (кривая на фиг. 4). Необходимая для построения многоустойчивого элемента обратная связь, согласно соотнощению ,n D U„ (прямая на фиг, 4), где D - некоторая постоянная может быть как внутренней, за счет детектирования сигнала на параметрическом диоде и его «самосмещения, так и внешней, когда усиленное постоянное напряжение с детектора подается на параметрический диод. Использование внутренней обратной связи позволяет получить число устойчивых состояний не более четырех.

Элемент, работающий по описанному принципу, может обладать следующими достоинствами:

1) Быстродействие элемента определяется

временем установления колебаний в резона2 - 3

, где Д/ - полоса пропускания

торе t

Д/

резонатора с диодами.

2) Надежность и простота устройства при сравнительно малых габаритах.

Схема может быть использована в вычислительных устройствах, работающих как в двоичной системе счисления, так и в машинах, использующих системы счисления с основанием больше двух. Кроме того, элемент может применяться в устройствах, требующих быстрого переключения частот (например, в системах помехозащиты радиолокационных станций).

Предмет изобретения

Многоустойчивый частотный элемент, со;1ержащий колебательную систему, два полупроводниковых диода, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в нем в качестве колебательной системы нрименен объемный резонатор, частота настройки которого зависит от ем кости р - п-переходов,

соединенных при помощи петли связи С источником напрял ения- питания, содерн ащим составляющие спектра частот, соответствующие собственным частотам возбуждения резонатора.

fl 2

JMKH

f

мгги

1i

I мггц

«да 500 300 woo 1300 1500 180U 1900 2000 2200 2300 ZlOO 2500

мгги

LLL

Фиг 3. .