Устройство автоматической подстройки частоты Советский патент 1993 года по МПК H03J7/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для автоматического управления частотой СВЧ-генератора по резонансной частоте нагруженного объемного резонатора.

Цель изобретения - повышение точности подстройки при управлении частотой генератора.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства автоматической подстройки частоты для случая,.когда вычитатель и сумматор выполнены в виде двойного волноводного тройника.

Устройство автоматической подстройки частоты содержит генератор 1, первый квадратурный фазовращатель 2, балансные модуляторы 3 и 4 синфазного и квадратурного каналов соответственно, двойной волно- водный тройник 5, циркулятор 6, элемент 7 с резонансной характеристикой, балансный смеситель 8, усилитель 9 высокой частоты, амплитудный детектор 10, усилитель 11 низкой частоты, синхронный детектор 12, интегрирующий элемент 13, генератор 14 низкочастотного сигнала, второй квадратурный фазовращатель 15, двухполюсный коммутатор 16 и делитель 17 частоты.

Устройство работает следующим образом.

СВЧ-сигнал генератора 1 разделяется первым квадратурным фазовращателем 2 на два квадратурных СВЧ-сигнала. Аналогичным образом низкочастотный сигнал ге- нератора 14 разделяется вторым квадратурным фазовращателем 15 на два квадратурных модулирующих сигнала. В балансных модуляторах 3 и 4 осуществляется амплитудная модуляция СВЧ-сигналов, сдвинутых по фазе на 90°, низкочастотными сигналами, сдвинутыми, в свою очередь, также на 90°С. В результате суммирования модулированных СВЧ-сигналов в двойном волноводном тройнике 5 образуются СВЧ- сигналы с подавленной одной из боковых частот. При этом на одном выходе тройника образуется суммарный сигнал с нижней боковой частотой, а на другом выходе - разностный сигнал с верхней боковой частотой. Модулированный таким образом СВЧ-сигнал с одной подавленной боковой частотой возбуждает элемент с резонансной характеристикой 7, например, объемный резонатор. Отраженный СВЧ-сигнал, выделенный

циркулятором 6, смешивается в балансном смесителе 8 с СВЧ-сигналом, в котором подавлен сигнал другой боковой частоты. С помощью двухполюсного переключателя 16 периодически с частотой выходного напряжения делителя 17 частоты происходит взаимное замещение модулирующих сигналов на управляющих входах балансных модуляторов 3 и 4. При этом происходит

взаимное замещение суммарного и разностного СВЧ-сигналов на выходах двойного волноводного тройника 5. В результате этого на выходе балансного смесителя 9 образуются пакеты низкочастотных колебаний

удвоенной частоты модуляции, амплитуды которых пропорциональны коэффициентам отражения от резонатора 7 на разных боковых частотах. Пакеты низкочастотных колебаний выделяются и усиливаются

усилителем высокой частоты 9, настроенным на удвоенную частоту модуляции. Последовательность пакетов колебаний с разными амплитудами, которые представляют собой модулированные по амплитуде

сигналы, детектируется амплитудным детектором 10. Низкочастотное напряжение с частотой коммутации двухполюсного коммутатора 1 б усиливается усилителем низкой частоты и сравнивается по фазе с выходным

напряжением делителя частоты 17.

В зависимости от знака расстройки резонатора 7 изменяется фаза огибающей модулированного сигнала, выделяемого усилителем высокой частоты 9, поэтому полярность выходного напряжения синхрон- ного детектора 12, заряжающего интегрирующий элемент 13, определяется знаком расстройки нагруженного резонатора 7. Выходное напряжение интегрирующего элемента 13 управляет частотой генератора 1.

При совпадении частоты генератора 1 с собственной частотой резонатора 7 исчезает амплитудная модуляция в сигнале удвоенной частоты модуляции и прекращается подзаряд интегрирующего элемента 13 напряжением той или иной полярности. За счет совпадения частоты нагруженного резонатора 7 (например, резонансной камерой для СВЧ-нагрёва), обеспечивается отбор от генератора максимальной СВЧ- мощности для технологический целей.

Использование: радиотехника, управле ние частотой генератора. Сущность изобретения; устройство автоматической подстройки частоты содержит генератор 1, первый 2 и второй 15 квадратурные фазов ..:-::-::-,,; -;/ ъ : . ращатели. балансные модуляторы синфазного и квадратурного каналов соответственно/двойной волноводный тройник 5, циркулятор 6, элемент 7 с резонансной характеристикой, балансный смеситель 8, усилитель 9 высокой частоты, амплитудный детектор 10, усилитель 11 низкой частоты, синхронный детектор 12, интегрирующий элемент 13, генератор 14 низкочастотного сигнала, двухполосный коммутатор 16 и делитель 17 частоты. 8 устройстве достигается повышение точности Подстройки при управлении частотой генератора, т.к. уменьшено влияние неравенства сигналов боковых частот в элементе с резонансной характеристикой и нестабильности параметров элементов в цепи управления. 1 ил.

Формула изобретения Устройство автоматической подстройки частоты, содержащее последовательно соединенные генератор, первый квадратурный

фазовращатель, балансный модулятор синфазного сигнала, сумматор и элемент с резонансной характеристикой, балансный модулятор квадратурного сигнала, включенный между соответствующим выходом квадратурного фазовращателя и другим входом сумматора, последовательно соединенные генератор низкочастотного сигнала, второй квадратурный фазовращатель и двухполюсный коммутатор, делитель частоты, включенный между выходом генератора низкочастотного сигнала и управляющим входом двухполюсного коммутатора, к выходу элемента с резонансной характеристикой подключены последовательно соединенные балансный смеситель, усилитель высокой частоты, амплитудный детектор, усилитель низкой частоты, синхронный детектор, другой вход которого подключен к выходу делителя частоты, и интегрирующий элемент, о т- л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности подстройки при управлении частотой генератора, в него введен вычитатель, входы которого подключены к выходам балансных смесителей синфазного и квадратурного каналов, выход - к другому входу балансного смесителя, а выход интегрирующего элемента подключен к управляющему входу генератора.

2. Устройство по п. 1,отличающееся тем, что, с целью повышения точности при управлении частотой генератора СВЧ-сиг- нала, вычитатель и сумматор выполнены в виде двойного волноводного тройника.