ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ ДОЗВУКОВЫХ ЧАСТОТ Советский патент 1965 года по МПК H03B21/00 

Известны генераторы биений, в которых частота одного из генераторов предварительно преобразуется (умножается или делится).

Отличительной особенностью предлагаемого генератора электрических колебаний дозвуковых частот гетеродинного типа, состоящего из двух высокочастотных генераторов и смесителя, является выбор некратных друг другу частот и включение между выходами этих генераторов и смесителем делителей частоты. Это позволяет упростить конструкцию таких геператоров и улучгиить форму колебаний.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого генератора электрических колебаний дозвуковых частот; на фиг. 2 - график изменения частоты биений с изменением /о паразитного сигнала и изменением формы выходного нанряжения Uд ; на фиг. 3 - структурная схема двухдиапазонного генератора электрических колебаний дозвуковых частот.

Генератор содержит гетеродин / с фиксированной настройкой, гетеродин 2 с нлавной настройкой, делители 3 и 4 частоты, полосовые фильтры 5 и 6, усилители 7 и S, преобразователь 9 частоты и фильтр 10 низких частот.

Явления захватывания возникают при наличии паразитных сигналов, попадающих в полосу // захватывания любого из гетеродинов / или 2. Такими паразитными сигналами, например для гетеродина 1, будет сигнал гетеродина 2 с частотой mf,, его гармоники и сигналы на входе преобразователя 9 с частотами /2 и pfi±qf-2. Следовательно, частоты этих сигналов не должны попадать в полосу // захватывания гетеродина /.

Для гетеродина 2 помехой будут сигналы с частотой и/1 гетеродина /, его гармоники и продукты преобразования с частотами pfi± ±9/2, где р и q - любые целые числа.

Непосредственную связь между гетеродинами 1 к 2 можно исключить, выбирая их частоты так, чтобы п/1-mfz F и, с другой стороны, чтобы /1-f-2 F, где: F - инфранизкая частота выходного сигнала и представляет собой

малую величину по сравнению с частотами гетеродинов 7 и 2 (примерно 5 сотых частей). Поэтому можно считать, что .

Из последнего равенства следует, что. . Однако, чтобы наиболее интенсивные

гармоники (вторая и третья) не оказались в полосе 11 захватывания, п и т не должны быть кратными. Следовательно, до преобразователя 9 частоты С Пналов гетеродинов 1 и 2 делятся на не кратные друг другу коэффициенты.

Связь через нреобразователь 9, общий для обоих гетеродинов / и 2, исключают тем. что частоты на входе преобразователя 9 не попадают в полосу // захватывания гетеродинов 1

и, во-вторых, что сигналы с частотами /J/i: ; ±17/2 либо не попадают в полосу 11 захватывания гетеродинов / и 2, либо подавляются фильтрами 5 и делителей 3 к 4 к не проходят в цепи гетеродчЬрв / и 2. Оба гетеродина / и 2 помещаются в один термостат и тем самым исключа ется температурная зависимость частоты выходного сигнала.

Гетеродин / генерирует синусоидальное напряжение с частотой /г/1 и гетеродин 2 - напряжение с частотой т/2- После деления в п и т раз делителями 3 м 4 получаютс5 напряжения с частотами /i и з, действующие на преобразователь 9. Гетеродин 2 имеет плавную настройку и его частота /2 должна изменяться от /1 до fl + , или h-F,,aKc Коэффициент деления я должен быть больще, чем т, так как фиксированную частоту делить легче, ибо полоса частот делителя тем мепьще, чем больще коэффициент деления. Чтобы избежать усложнения схемы и конструкции, коэффициент деления быть как можно меньще. Поэтому выбирают первые некратные числа натурального ряда 3 и 2 ( и ,2 т). Вторая гармоника т/2, измеияющаяся от 4/1 до 4,8 /i не лежит в полосе захватывания гетеродина /. Очевидно, что и со стороны гетеродина / нет влияния на гетеродин 2.

На выбор коэффициентов деления влияет также заданная стабильность частоты. Если уход частоты за определенное время, напримеп за час, составляет АД то после деления

Д/ Д/

частоты он равен - и - соответственно. п т

Высокую добротность контуров легче получить на частотах порядка пескольких сот килогерц, и при этом имеет место более высокая стабильность. Поэтому для стабильных по частоте генераторов выбирают большие коэффициенты деления.

Например, частоту /i обычно выбирают равной (6-10) f.,|, Тогда при максимальной частоте диапазона, равной 100 гц, га, гц и т/2 -1800--2000 гц. На этих частотах только генераторы с резистивно-емкостной настройкой могут обеспечить нестабильность около 0,1% (изменение частоты /i составит 1 гц. Очевидно, что для инфранизких частот (от 0,01 до 100 гц) такая нестабильность недопустима, но она может быть уменьшена, если элементы схемы подобраны

так, что частоты обоих гетеродинов / и 2 имеют одинаковые изменения или если их поместить в термостат.

Если же выбрать /г 300 и , то /i

300 кгц и /9 200-f 180 кгц, то максимальный уход частоты будет Vaoo + Vsoo 0,008 гц. При подборе элементов и помещении обеих гетеродинов 1 и 2 в один термостат, можно получить высокую стабильность.

Точность установки нуля генератора на биениях и точноеть но частоте также зависят от выбора п и т. На самом деле установка нуля с точностью 0,001 гц невозможна. Максимально возможная точность не превышает 0,1 гц.

Следовательно, погрешность по частоте также будет 0,1 гц. Если же биения устанавливаются на частоте 100 кгц с точностью 0,1 гц, то частотная погрешность после деления в 100 раз будет 0,001 гц.

Для осуществления этого в схеме (фиг. 3) после первых каскадов 12 и 13 деления (п 3 и ) предусмотрены отводы на преобразователь }4 через полоеовые фильтры 15 и 16. С этого преобразователя 14 на фильтр 17

нижних частот и усилитель 18 низкой частоты подается напряжение звуковой частоты. Таким образом, такое ответвление с одной стороны служит для точной установки нуля, а с другой стороны образует диапазон звуковых

частот. Следовательно, при больших коэффициентах можно получить несколько диапазонов в различных областях спектра чаетот. После первой пары делителей 12 и 13 следуют основные делители 3 м 4 с коэффициентом

деления 100, полосовые фильтры 5 и 6, усилители 7 и 8, второй преобразователь 9 и фильтр 10 низких частот с диапазоном инфранизких частот.

Предмет изобретения

Генератор электрических колебаний дозвуковых частот гетеродинного типа, состоящий из двух высокочастотных генераторов и смесителя, в котором высокочастотные колебания преобразуются в колебания разностной частоты, отличающийся тем, что, с целью устранения явлений захватывания частоты, частота одного из генераторов взята в некратное

число раз больще частоты другого, а между выходами генераторов и смесителем включены делители частоты.

(г4-

(1АШЛ/ ДЛ Л

А А/ЖШ1/11Н