Умножитель частоты

 

УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий дифференциальньй усилитель, к инвертирующему входу которого подключена одна из точек соединения встречно-параллельно включенных диодов, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности изменения коэффициента умножения , введены компаратор, первьм и второй весовые сумматоры, потен .циометр, один вьгеод которого подключен к общей шине, а отвод которого подключен к первому входу компаратора , источник опорного напряжения, потенциальная шина питания которого через введенный ключ соединена с первыми входами первого и второго весовых сумматоров и вторым вьшодом потенциометра,;, а выходы первого и второго весовых сумматоров соединены соответственно с другой точкой соединения встречнопараллельно включенных диодов и неинвертирующим входом дифференциального усилителя, вторые входы первого и второго весовых сумматоров соединены со вторым входом компаратора и являются входом (Л умножителя частоты, третьи входы первого и второго весовых сумматоров подключены к выходу компаратора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(5!) Н 03 В 19 10 зсисовзвм

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3685373/24-09 (22) 30.12.83 (46) 30.06 85. Вюл. ¹ 24 (72) И.А.Тешев (53) 621.374.4(088.8) (56) Ризкин И.Х. Умножители и делители частоты, M.: "Связь", 1976, с.11.

Авторское свидетельство СССР № 1062843, кл. H 03 В 19/10, 28.04.82 (прототип). (54)(57) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий дифференциальный усилитель, к инвертирующему входу которого подключена одна из точек соединения встречно-параллельно включенных диодов, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности изменения коэффициента умножения, введены компаратор, первый и второй весовые сумматоры, потенциометр, один вывод которого подключен к общей шине, а отвод которого подключен к первому входу компаратора, источник опорного напряжения, потенциальная шина питания которого через введенный ключ соединена с первыми входами первого и второго весовых сумматоров и . вторым выводом потенциометра, а выходы первого и второго весовых сумматоров соединены соответственно с другой точкой соединения встречно- параллельно включенных диодов и неинвертирующим входом

-дифференциального усилителя, вторые входы первого и второго весовых сумматоров соединены со вторым входом компаратора и являются входом умножителя частоты, третьи входы первого и второго весовых сумматоров подключены к выходу компаратора.! 11648

Изобретение относится к области .радиотехники и может быть использовано при проектировании умножителей частоты гармонических колебаний с переменным коэффициентом умножен я.

Цель изобретения — обеспечение воэможности изменения коэффициента умножения.

На фиг. i приведена функциональная электрическая скема умножителя 10 частоты; на фиг. 2-5 — эпюры токов и напряжений на некоторых элементах умножителя частоты при коэффициенте умножения пять, три, четыре и два соответственно. 15

Умножитель частоты содержит компаратор 1, источник 2 опорного напряжения, первый и втророй весовые сумматоры 3 и 4, встречно-параллельно включенные диоды 5 и б,дифференци- щ альный усилитель 7,ключ 8,потенциометр

9.При этом первый и второй весовые сум маторы 3 и 4 состоят из первого, второго и третьего переменных резисторов 10-12.

Умножитель частоты работает следующим образом.

При коэффициенте умножения частоты

5 ключом 8 отключают источник 2. На вход умножителя частоты (фиг. 1) по30 дают гармоническое колебание. Компаратором 1 из этого колебания формируется прямоугольный импульсный сигнал со скважностью 2, который суммируется в первом весовом сумматоре 3 35 и втором весовом сумматоре 4 в противофазе с входным сигналом. На выходе второго весового сумматора 4 появляется сигнал вида (фиг. 2 поз. 2), который подается на один 40 из входов дифференциального усилителя

- 7, на второй вход которого поступает . выходной сигнал первого весового сумматора 3 (фиг. 2 поз. 1), предварительно прошедший нелинейный элемент, образованный встречно-параллельно включенными диодами 5 и 6, который искажает выходной сигнал определенным образом (фиг. 2 поз. 3).

Соотношение амплитуд сигналов во втором весовом сумматоре 4 выбирается таким, чтобы при вычитании сигналов (фиг. 2 поз. 2 и 3) на выходе дифференциального усилителя 7 компенсировались импульсные сигналы и пер- 55 вые гармоники гармонического сигнала (фиг ° 2 поз. 4) и искаженного сигнала (фиг. 2 поз. 5), оставляя

59 только продукт искажения вносимый встречно-параллельно включенными диодами 5 и 6, напряжение которого в данном случае преимущественно содержит напряжение пятой гаромоники умножаемого сигнала (фиг. 2 по3. 6), так как соотношение амплитуд сигналов в первом весовом сумматоре 3 (фиг, 2, поз. 1) выбирается из условия наименьших искажений умноженного сигнала.

Дня установления коэффициентов умноженил частоты 3 достаточно установить соотношение амплитуд сигналов в первом весовом сумматоре 3 (фиг.3 поз. 1), что влечет за собой изменение характера искажения суммарного сигнала при прохождении им встречнопараллельно включенных диодов 5 и 6 на один из входов дифференциального усилителя 7 (фиг. 3, поз. 2), на второй вход которого поступает сигнал с выхода второго весового сумматора

4. Соотношение амплитуд суммирующих силла.пов в нем выбирают таким как показано на (фиг. 3, поз. 3), чтобы на выходе дифференциального усипителя 7 компенсировались импульсные сигналы и первые гармоники гармонического (фиг. 3 поз. 4) и искаженного сигнала (фиг. 3, поз. 5) оставляя только продукт искажения, напряжение которого в данном случае содержит напряжение третьей гармоники умножаемого сигнала (фиг. 3 поз. 6).

Для установления коэффициента умножения частоты 4, необходимо включить ключ 8, установить с помощью потенциометра 9 порог срабатывания таким, при котором компаратор 1 формирует прямоугольный импульсный сигнал со скважностью 8/5, который суммируется в первом весовом сумматоре 3 и втором весовом сумматоре

4 в противофазе с входным сигналом и напряжением источника 2. На выходе второго весового сумматора 4 появляется сигнал вида (фиг. 4 поз.2), который подается на один из входов дифференциального усилителя 7, на второй вход которого поступает выходкой сигнал первого, весового сумматора 3, предварительно прошедший встречно-параллельно включенные диоды 5 и 6, который искажает указанный сигнал (фиг. 4, поз. 3) . Соотно шение амплитуд сигналов во втором

3 1164 весовом сумматоре 4 выбирается таким, чтобы при вычитании сигналов (фиг. 4, поз. 2 и поэ. 3) на выходе дифференциального усилителя 7 компенсировались постоянные составляющие этих сигналов, импульсные сигналы и первые гармоники гармонического (фиг. 4, поз. 4) и искаженного сигналов (фиг. 4, поз. 5) оставляя только продукт искажения, вносимый встречно-параллельно включенными диодами 5 и 6, напряжение которого в данном случае преимущественно содержит напряжение четвертой гармоники умножаемого сигнала (фиг. 4, поз. 6), так как соотношение амплитуд и скажность сигналов в первом весовом сумматоре 3 (фиг. 4 поз. 1) выбирается из условия наименьших искажений умножаемого сигнала.

Для установления коэффициента умножения частоты 2, необходимо о помощью потенциометра 9 установить уровень порога срабатывания компаратора 1 выше амплитуды входного сигнала так, чтобы компаратор 1 не срабатывал, вследствие чего на выходе первого и второго весовых сумматоров 3 и 4 появляется сумма из входного сигнала и постоянного напряже30 ния источника 2 и компаратора 1. Вы» ходной сигнал второго весового сумматора 4 (фиг. 5 поэ. 2) подается на один из входов дифференциального усилителя 7, на другой вход которого поступает сигнал с вы ода первого 35 весового сумматора 3 (фиг. 5 поз. 1), прошедший встречно-параллельно включенные диоды 5 и 6 и исказившись определенным образом (фиг. 5 поз. 3).

Величина амплитуды входного сигнала и напряжения источника 2 во втором

859 4 весовом сумматоре 4 выбирается так, чтобы при вычетании сигналов (фиг.5 поз. 2 и 3) на выходе дифференциального усилителя 7 компенсировались постоянные составляющие этих сигналов и первые гармоники гармонического (фиг. 5 поз. 2) и искаженного сигнала (фиг. 5 поз ° 3), оставляя только продукт искажения, вносимый встречно-параллельно включенными диодами 5 и 6, напряжение которого в данном случае содержит напряжение второй гармоники умноженного сигнала (фиг. 5 поз. 4), так как соотношение амплитуд сигналов в первом весовом сумматоре 3 (фиг. 5 поз. 1) выбирается из условий наименьших искажений умноженного сигнала.

Для уменьшения уровней амплитуд гармонических составляющих умноженного сигнала, следует применить диоды со специально подобранными одинаковыми вольтамперными характеристиками или проводить симметрирование их пу-: тем установки на выходе первого весового сумматора 3, такого соотношения уровней переменного и постоянного напряжения, чтобы на выходе встречно-параллельно включенных диодов 5 и 6 скомпенсировать неидентичность их вольтамперных характеристик, проявляющуюся в нарушении симметричности относительно оси времени сигналов при установке коэффициентов умножения частоты 5 и 3.

Таким образом, предлагаемый умно житель частоты позволяет простыми средствами реализовать изменение коэффициента умножения частоты в широ» ком диапазоне частот входного сигнала.

1164859

1164859

С юг. 9

С

Фиг.5