Умножитель частоты Советский патент 1982 года по МПК H03B19/10 

(54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Иаобрегение относится к рацвотехннке и.может использоваться аля умноже ния чвст.оты сигналов в хфиемво-передаю ших и измерительных устройствах. Известен умножитель частоты, содержащий источник .питания, резонатор, диод Ганна, помещенный в резонатор выхсщную линию, соединенную с резонатором, фильтр нижних частот, включенный между источ.ником питания и диодом Ганна, работает, в режиме радиоимоульсшзго умножения tl. Опнако в устройстве имеет место .неполное использование выхшшэй мощности диода Ганна и недостаточное подавление нежелательных составляющих в спектре выходного сигнала, что обусловлено наличием амплитудной модуляции. Наиболее близким к 1федлагаемому является умножитель частоты, содержащий генератс1)НЬ1й лавинно-пролетный диод размещенный в общем резонаторе с умножительным диодом, и источник умножаемого сигнала, подключенный к умноисителыюму диоду 21. Однако в спектре выходного сигнала известного умножителя частоты также имеются составляющие, отличающиеся по частоте от сигнала умноженной частоты. Цель изобретения - улучщение чистоты спектра выходного сигнала. Для достижения цели в умножителе частоты, сод якащем генераторный лавшшо-полетный диод, размещенный в общем ре8(жаторе с умножительным диодом, и источник умножаемого сигнала, подключенный к умножительному диоду, умножительный диод включен последовательно по достоянному току в цепь питания генератс ного лавшшо-пролетного диьда, Щ)И этом в качестве умножительНОГ6 использован диод Ганна. На чертеже представлена структурная электрическая схема умножителя частот ты. Умножител } частоты содержит источник 1 умножаемого сигнала, диод Ганна

2, лавинно-пролетный диод (ЛПД) 3, резонатор 4, а также источник 5 питания с фильтрами нижних частот 6 и 7.

Устройство работает следующим образом.

Входной умножаемый сигнал подается на диод Ганна 2 от источника 1. При подаче напряжения от источника 5 пита кия через фильтры 6 и 7 нижних частот ЛПД 3 генерирует непрерывные колебания. При этом режим диода Ганна 1 вы бирают таким , чтобы генерация в нем отсутствовала.

Это возможно в двух случаях. 1, Напряжение на диоде Ганна 2 .мень- рошем ще порогового. В этом случае при подаче от источника 1 короткого импульса отрицательной полярности падение нагряжения на диоде Ганна 2 становится больше порогового, при этом формируетс домен. Одновременно г эоисходит скачкообразное изменение тока ЛПД 3, а в резонаторе 4 коррекция, фазы колебаний. 2, Напряжение на диоде Ганна 2 в три раза и более выше порогового, В этом случае диод Ганна 2 работает как стабилизатор тока. На диод Ганна подают импульс положительной полярности, в результате чего напряжение на нем снижается, формируется домен. При это щзоисходит скачкообразное изменение тока ЛПД 3, а в резонаторе 4 также происходит коррекция фазы колебаний. При коррекции фазы колебаний до определенного уровня, например, нулевого значения получается периодический процесс с периодом, определяемым частотой входного сигнала При этом спект колебания на выходе содержит частоты, кратные входной ( N }, а максимум спектральной плотности будет находиться вблизи несущей частоты ( о/о )j где Н 1, 2, 3.„,

При uoRiNfi. индекс.модуляции mj, и следовательно осуществляется значительное подавление (более 30 дб) нежелательных составляющих в спектре выходного сигнала. При этом мощность выделяемой гармоники щзактически равна мощности ЛПД 3 в автоколебательном режиме.

Таким образом, использование предложенного умножителя частоты позволит осуществить умножение частоты с высокой кратностью (до 1ОО) при хоподавлении нежелательных составляющих в слектре выходных сигналов (7/ 30 дб) и получить мощность на выходе умножителя практически равную мощности ЛПД в режиме автогенератора. Фор мула изобретения Умножитель частоты, содержащий генераторный лавш1но-шэопетный диод, размещенный в общем резонаторе с умножительным диодом, и источник умножаемого сигнала, подключенный к умножительному диоду, отличающийся тем, что, с целью улучшения чистоты спектра выходного сигнала, множительный диод включен последовательно по постоянному, току в цепь питания генераторного лавинно-пропетного диода, при этом в качестве умножительногю использован диод Ганна Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Приборы и техника эксперимента, 1976, № б, с, 98-99, 2,Авторское свидетельство СССР № 243662, кл, Н ОЗ В 19/10, 1964 (прототип).