Устройство для умножения частот Советский патент 1933 года по МПК H03B19/08 

Во французском патенте № 629595 было предложено использовать два колебания, модулированные по фазе и затем наложенные друг на друга со сдвигом в 180°, для того, чтобы получить колебания, модулированные по амплитуде. В том же патенте были указаны два метода, позволяющие симметрично модулировать фазы колебаний в каждом контуре: частота модуляции независима от частоты главного генератора, и источник энергии модуляции независим от источника энергии модулированной высокой частоты.

В предлагаемом устройстве для умножения частоты, согласно изобретению, для получения интерферирования со сдвигом фаз в 180° двух токов, модулированных по фазе частотой, равной либо частоте этих токов, либо субкратным частотам этой частоты, применен один источник тока, питающий два диференциальных контура, содержащих каждый по реактивному сопротивлению, величина которых меняется во взаимно противоположных направлениях в такт с мгновенными значениями тока источника.

Если колебания главного генератора пропорциональны sinW, то колебания

335

в одном из диференциальных контуров бздет иметь форму:

sin ( sin o)f)

где р представляет относительно малый угол.

Придавая колебаниям в другом кбнтуре форму:

sin (Of - 9 sin Mt

и налагая эти колебания, после возможного усиления, со сдвигом фаз в 180°, получаем:

sin (o2f cos (о sin (ut) cos co# sin (9 sin wf) -

- sin cos (9 sin (0) -j-p cos (At sin (c sin wf)

2 cos (Of sin (9 sin cof)

9 sinwf coscof p sin 2 wf.

Общий контур, в котором складываются эти колебания, представляет собой источник энергии частоты 2ш.

Одним из характерных пунктов данного изобретения является использование того же самого источника энергии и того же самого модуляторного контура для модуляции фаз всех колебаний с умноженными частотами, полученными последовательно одна из другой.

Применяя.модуляцию фаз с частотой « к колебаниям вида sin2wf, получаем в диференциальных контурах колебания вида sm(2 of-{- } ) и sm(2(Bf.- - ф sin (Of), которые при сложении со сдвигом фаз в 180° дают 2ф cos2o) sin cof ф sin Зо) - Ф /sin «i)f.

Если связать контур, в котором происходит интерференция с фильтром, пропускающим высокие частоты и не пропускающим частоты ниже Зо, то на выходе этого фильтра получатся частоты Зш и этот выходной контур можно опять рассматривать как источник. Применяя модуляцию частотой О) к этой волне, получим частоту 4(0 и т. д. Каждая гармоника может быть выделена из контура, где она получается и использована, отдельно или в комбинации с другими гармониками после соответствуюпХего усиления и изменения фаз.1

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства для умножения частоты,.

Генератор / с одной стороны возбуждает два диференциальных контура 2 и 2 и, наконец, снабжает энергией контур модуляра 15.

Способ изменения фаз в контурах 2 и 2 состоит в включении в эти контуры элемента 14 и 14, полным сопротивлением которого можно управлять электрическими способами и изменять соответственно мгновенным значениям полученного тока.

Желательно, чтобы необходимая для модуляции фаз энергия получалась от главного источника 7 и чтобы знак связи между модулирующим контуром 75 с элементами 14 и 14 был таков, чтобы кажущееся сопротивление элемента 14 было минимально, когда кажущееся сопротивление 14 максимально и наоборотГЧто же касается немодулированных колебаний контуров 2 и 2, тожелательно, чтобы они были в фазе. Это комбинирование колебаний при использовании диферен1(иальных контуров дает возможность уничтожить основную волну, которую не придется таким образом отсеивать. Колебания, модулированные по фазе, после соответствующего усиления А поступают в кОитуры 3 и 3, связ нные дйференциально с контуром 4 который представляет собой источник энергии частоты 2. Можно часть этой энергии отвести в 12. Эта часть может после усиления А передана в цепь PR.

Контур 4 возбуждает два новых диференциальных контура 5 и 5- аналогично 2 и 2. Модуляция фаз в этих контурах осуществляется при помощи того же самого контура модулятора 75 прибавлением элементов 16 и 16, аналогичных 14 и 14.

После соответствующего усиления усилителями А (для возмещения потерь энергии) модулированные колебания поступают в контуры 6 и 61, связанные дйференциально с контуром 7 со сложными колебаниями, которые после прохождения через фильтр F, пропускающий BHCoi K частбты, получаются в контуре 8 в виде тока sin 3 of, при чем это колебание может быть частично использовано ъ 13,

Можно по вторять подобную операцию скояько угодно раз а получать четвертую, пятую и т. д, гармонику.

Можно также использовать для модуляции фаз некоторых промежуточных контуров частоту гармоник, полученную перед этим, вместо частоты главного генератора. Можно было бы также использовать для модуляции в последовательных контурах ранее полученные частоты в каком угодно порядке. Таким образом, можно было бь1 получить гамму определенных гармоник, которые не будут обязательно следовать друг за другом.

.Применения этой схемы зависят от частоты генератора 7. В случае высокой частоты это устройство может быть исполь зовано в кварцевых осцилляторах, обеспечивая хорощук производительность умножителя, так как модуляция .фаз осуществляется при малых мощностях, в тЪ время как на усилительное устройство действуют колебания с практически постоянной амплитудой.

Другим примером применения этой схемы является возможность полурения колебаний желаемой формы путем йлложення опреде ченных частот друг на друга в общем контуре.

При звуковой частоте генератора 7 это сложное колебание даст звук; и схема может быть использована в электрических музыкальных инструментах. В этом один и тот же самый инструмент может быть настроен так, что сможет воспроизводить звуки различныд: обыкновенных инструментов с изменением тембра. Это изменение можно произвести, действуя на усилители i.

Предмет патента, :

. 1. Устройство для умножения частоты, отличающееся тем, что для получения интерферирования со сдвигом фаз в 180° двух токов, модулированных по фазе частотой, равнЬй либо частоте этих токов, либо субкратным частотам этой частоты, применен один источник тока, питающий два диференциальных контура, содержащих каждый по реактивному сопротивлению, величина которых меняется во взаимно противоположных направлениях в такт с мгновенными значениями тока источника.

2.Форма выполнения устройства по п. 1, состоящая в каскадном соединении ряда диференциальных контуров, настроенных на различные гармоники частоты источника тока, причем каждая гармоника получается модуляцией фазы колебаний в предыдущей ступени, производящейся одной из частот, полученной раньше в процессе умножения.

3.Видоизменение устройства по п. 2, отличающееся применением контура для модуляции фаз, общего для всех контуров, соединенных каскадом.