УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ ИМПУЛЬСНЫХ МАГНЕТРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ Советский патент 1970 года по МПК H03L7/81 

Известны устройства для фазовой автоподстройки частоты сверхвысокочастотных генераторов, в которых захват по частоте в кольце автоподстройки при начальных расстройках в области синхронизации осуществляется с помощью поискового генератора.

Предлагаемое устройство для автоматической подстройки частоты импульсного магнетронного генератора с внещней синхронизацией отличается от известных тем, что в выходной тракт генератора через н-аправленный ответвитель дополнительно включен частотный детектор с внещним объемным резонатором, настроенным на частоту синхронизирующего сигнала. Выход частотного детектора через амплитудный селектор подключен к схеме .суммирования, дополнительно включенной между видеоусилителем и фазовым детектором в кольце фазовой автоподстройки.

Благодаря этому расщиряется диапазон возможных расстроек между собственной частотой автоколебаний магнетрона и частотой синхронизирующего сигнала.

На фиг. Г представлена схема устройства; на фиг. 2 - частотные характеристики элементов.

В устройство входят: ферритовый циркулятор /, импульсный магнетронный генератор 2, регулируемый фазовращатель 3, кольцо фазовой автоподстройки (ФАП), состоящее из фазового детектора 4, видеоусилителя, смонтированного со схемой суммирования в блоке суммирующего видеоусилителя (СВУ) 5, фазоинвертора 6, пиковых детекторов 7 и 8, усилителей постоянного тока 9 и 10, магнитного усилителя // и исполнительного механизма перестройки частоты. В выходной тракт генератора через направленный ответвитель включен частотный детектор 12, с внещним объемным резонаторо.м, настроенным на частоту синхронизирующего сигнала. Выход детектора 12 через амплитудный селектор 7с подключен к схеме суммирования.

Синхронизирующие колебания с частотой /i

5 через ферритовый циркулятор / поступают на перестраиваемый импульсный магнетронный генератор 2, имеющий частоту собственных автоколебаний fa, близкую к /ь причем fi - Часть мощности этих колебаний через направленные ответвители, аттенюаторы и регулируемый фазовращатель 3 поступает на фазовый СВЧ-детектор 4. Регулируемый фазовращатель служит для установки рабочей точки детектора 4, так чтобы сигналы

СВЧ, поступающие на его входы, находились в квадратуре.

На вход 14 СВУ 5 поступает напряжение Ф.д от фазового детектора 4, а на в.ход 15- управляющее напряжение U.c от амплитудбыть применена схема на двух пентодах с общей анодной нагрузкой; на сетки пентодов поступают суммируемые сигналы.

Часть мощности генератора 2 через направленный ответвитель поступает на частотный детектор 11, состоящий из волноводного видеодетектора, перед которым «на отсос включен объемный резонатор, настроенный на частоту синхронизирующих колебаний. Резонансная кривая резонатора представлепа на эпюре б. Полоса пропускания резонатора выбрана равной или несколько меньщей, чем полоса синхронизации. Взаимное расположение частотных характеристик выходных напряжений фазового 4 (ифл) и частотного 12 (ч.д) детекторов показано на эпюрах а и е. Полоса синхронизации на фиг. 2 ограничена частотами /з и /2, центр полосы совпадает с частотой fi. Характеристики фазового и частотного детекторов приняты соответственно асимметричными и симметричными относительно fi.

Положительное импульсное напряжение f/,,a с видеодетектора поступает на амплитудный селектор 13, в качестве которого может быть применен, например, кремниевый стабилитрон, включенный последовательно. Благодаря особенностям вольтамперной характеристики стабилитрона импульсы УЧ.Д, превыщающие напряжение стабилизации Uct, проходят через него практически без ослабления на вход 15 СВУ. Для импульсов с амплитудой С/,.д /ст стабилитрон представляет больщое сопротивление. Напряжение на входе 15 СВУ в этих условиях оказывается весьма малым. Частотная зависимость выходного напряжения амплитудного селектора LA.C, таким образом, приобретает вид деформированной резонансной кривой с плоским «дном и крутыми скатами, как показано на эпюре г. Поэтому напряжение 1/а.с на входе 15 СВУ в пределах всей полосы синхронизации практически не влияет на работу контура ФАП.

Пусть первоначально при нарущении синхронного режима частота fa магнетрона будет ниже /2- Тогда на выходе фазового детектора 4 появляются радиоимпульсы с частотой заполнения /1 - /2 (эпюра а, левая область режима биений), но нулевого баланса токов в обмотках управления 16 и 17 магнитного усилителя не будет, что обусловлено сложением амплитуд положительных полуволн бф.д с импульсами /ч.д в СВУ и пиковых детекторах 7, 8 (см. левые части эпюр а и г).

Реверсивный двигатель 18 начнет вращаться в сторону повыщения /2 до нижней границы /2 полосы синхронизации; захват в контуре ФАП произойдет автоматически при «подходе снизу (направление вращения реверсивного двигателя определяется порядком включения выводов его обмоток).

Если частота /2 окажется выще частоты fg то, как видно из эпюры г, направление вращения двигателя 18 будет таким же, как и в предыдущем случае. Частота /2 по мере вращения двигателя будет возрастать, удаляясь от верхней границы полосы синхронизации fl Затем, дойдя до крайнего верхнего значения, начнет плавно понижаться, приближаясь к /j

(если привод щтока настройки магнетрона эксцентриковый). Захват в контуре ФАП в этом случае осуществляется при «подходе

сверху, но может оказаться неустойчивым, так как напряжения Сч.д и t/A.c вблизи и левее /2 имеют противоположные знаки (см. правые части эпюр а и г), поэтому может произойти ложный нулевой баланс токов обмоток

магнитного усилителя. Для устранения этого вместо эксцентрика для привода щтока настройки магнетрона применен кулачок 19 с профилем в виде одновитковой спирали.

Тогда при неизменном направлении вращения реверсивного двигателя 18 в режиме частотного поиска частота магнетрона дойдет до крайнего верхнего значения и затем быстро, почти скачком, уменьщится до величины

меньщей, чем fj- Захват в контуре ФАП произойдет опять при «подходе снизу, который, как в предыдущем случае, облегчается благодаря одинаковой полярности напряжений Uq,ji и f/A.c вблизи и справа от /j.

Предмет изобретения

Устройство для автоматической подстройки частоты импульсных магнетронных генераторов с внещней синхронизацией, содержащее кольцо фазовой автоподстройки, состоящее из фазового детектора, видеоусилителя, фазоинвертора, пиковых детекторов, усилителей постоянного тока, магнитного усилителя и исполнительного механизма перестройки частоты; внещний источник синхронизирующего сигнала и импульсный магнетронный генератор, отличающееся тем, что, с целью расщирения динамического диапазона синхронизации, в выходной тракт генератора через направленный ответвитель дополнительно включен частотный детектор с внещним объемным резонатором, настроенным на частоту синхронизирующего сигнала, а выход частотного детектора через амплитудный селектор подключен к схеме суммирования, которая дополнительно включена между видеоусилителем и фазовым детектором в кольце фазовой автоподстройки.