АНАЛОГОВОЕ МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1970 года по МПК G06G7/161 

Изобретение относится к аналоговым умножителям непрерывного действия и предпазначено для решения задач радиотехники, радиоэлектроники и автоматики, когда необходимы быстродействующие устройства, выполняющие Операцию умножения.

Известны а 1алоговые мнол ительные устройства, использующие принцип двойной амплитудной модуляции. Основная трудность выполнения таких умножителей заключается в том, что второй амплитудный модулятор долл ен иметь линейные характеристики одновременно по двум входам. Обычные диодные и триодные полупроводниковые модуляторы не могут управляться сразу по двум входам, а ламповые схемы требуют подбора характеристик и не могут дать хорощей линейности в достаточно щироком диапазоне изменения входных сигналов.

В описываемом устройстве вместо обычных модуляторов исиользуются параметрические усилители иа емкости р-п-перехода, введенные в режим балансной модуляции. Такие усилители могут управляться с большой стененью линейности сразу по двум входам: по накачке и по сигнальному входу, причем практически ограничение на динамический диапазон такого модулятора накладывается только со стороны сигнального входа. Отсутствие инерционных элементов в таких схемах позволяет получить очень большой частотный диапазон множительного устройства - от постоянного тока до нескольких мегагерц. Использование

обычного параметрического усилителя в качестве модулятора в множительном устройстве требует его тщательной балансировки, поскольку разбаланс параметрического моста вызывает ложный сигнал на выходе устройства при равенстве нулю одного из сомножителей. Кро.е того, эффект параметрического усиленияза счет второй гармоники частоты накачки в обычном параметрическом усилителе оказывает скорее вредное, чем полезное

действие, так как схема становится очень критичной к частоте настройки, линейность характеристик сохраняется только на резонансной частоте, что ограничивает динамический диапазон всего устройства. Поэтому в описыБаемом устройстве в качестве модуляторов используются параметрические усилители, имеющие ограниченную добротность резонансного контура и донолнительные регулировочные элементы, устраняющие трудности балансировки.

На фиг. 1 представлен один из вариантов описываемого множительного устройства, выполненного в виде последовательно соединенных опорного генератора /, амплитудного модетектора 4 и фильтра 5; на фиг. 2 - схема параметрического усилителя.

В этой схеме диоды 6 и 7 совместно с емкостями 5 и 5 и двумя половинами вторичной обмотки трансформатора 10 образуют мостовую схему, к одной диагонали которой через выходной трансформатор 11, одновременно выполняющий роль индуктивности колебательного контура 12, приложено напряжение сигнала X., а другая диагональ используется для подачи запирающего смещения на диоды. Благодаря делителю 13 с заземленной средней точкой имеется возможность изменять потенциалы обоих диодов, балансируя тем самым схему.

Сопротивления 14 и 15 являются не только балансными сопротивлениями, предотвращающими шунтирование резонансного параметрнческого контура низкоомным сопротивлением источника смещения, но одновременно и элемептом регулировки фазового сдвига. Фазосдвигающие цепочки в каждом плече моста образованы емкостями S и 9 и сопротивлениями 14 и 15 соответственно. Двойная регулировка моста (фазы напряжения накачки и постоянного напряжения смещения) внолне достаточна для получения сколь угодно малого остаточного разбаланса схемы при отсутствии сигнала на входе сигнала X.

Множительное устройство с описанным модулятором имеет гораздо более широкий динамический диапазон по сравнению с существующими устройствами. Однако он может быть еще более увеличен (в 2-3 раза) при работе модулятора на частотах накачки, лежащих на правой линейной части его резонансной характеристики. При работе модулятора на этих частотах накачки осуществляется компенсация нелинейности характеристик модулятора в области больщих сигналов, которую можно объяснить следующим образом.

Выходное напрян ение параметрического модулятора пропорциопально разности емкостей диодов, образующих балансную схему. Нелинейности характеристик диодов от приложенного напряжения при малых входных напряжеииях почти полностью компенсируются. Однако при величинах входпых сигналов порядка 2-3 в увеличение емкости диода 6 (по сравнению с линейной зависимостью) уже не комненсируестя увеличением емкости диода 7. В результате разбаланс моста увеличивается, увеличивается и выходное напряжение. Однако одновременно с этим происходит увеличение эквивалентной емкости диодов, входящих в состав резонансного контура, индуктивностью в котором служит индуктивность выходного трансформатора. Такое увеличение емкости резонансного контура нриводит к

сдвигу резонансной частоты в сторону более низких частот.

Если частота пакачки параметрического контура выбрана выше, чем его резонансная частота, то уход резонансной частоты вызовет

уменьшение выходного напряжения, которое компенсирует увеличение сигнала за счет разбаланса моста.

Предмет изобретения

1. Аналоговое множительное устройство, содержащее последовательно соединенные опорный генератор, амплитудные модуляторы, детектор и фильтр,, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона работы устройства, один из амплитудных модуляторов выполнен в виде балансного нараметрического усилителя.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в плечи моста параметрического усилителя, образованные вторичной обмоткой трансформатора накачки, включены конденсаторы, а точки моста, образованные соединениями этих конденсаторов и диодов, через регулируемые резисторы подсоедипены к источнику напряжения смещения, который через регулируемый делитель соединен с общей точкой схемы.

-iS

«r-H-J-Hw

L6

-

te

#х.„/ ( hH

/3

//