Умножитель частоты

 

320GII

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик < !

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 17.XI.1969 (№ 1376162/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 02.XI.1971. Бюллетень ¹ 33

Дата опубликования описания 27.1.1972

МП1 H 03b 19/00

:и 4@

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.374.4(088.8) Автор изобретения

Ю. И. Алехин

Заявитель

УМНОЖИТЕЛЪ ЧАСТОТЫ

Изобретение может быть использовано в различных радиотехнических устройствах, где необходимо иметь сигнал с более высокой частотой, изменяющейся в широких пределах, в частности в синтезаторах частоты с дистанционным управлением, генераторах стимулирующих сигналов и системах синхронизации

СВЧ-генераторов.

Недостатком известных умножителей частоты является отсутствие автоматического выбора нужного фильтра при изменении чаcToTbI входного сигнала. Автоматизация процесса выбора фильтра затрудняется тем, что за счет системы автоматической регулировки уровня (АРУ), стремящейся сохранить уровень сигнала на выходе каждого фильтра постоянным, при некоторых частотах входного сигнала возможно включение соседнего фильтра, который работает уже на склоне своей частотной характеристики. При таком неправильном выборе фильтра технические характеристики умножителя частоты ухудшаютсяя.

Цель изобретения — автоматический выбор полосового фильтра при изменении частоты и исключение ошибки в выборе за счет системы АРУ.

Для этого в предлагаемом устройстве к электронному коммутатору подключена схема поиска, состоящая из схемы сравнения уровней, подключенной к выходам фильтров, генератора импульсов, соединенного с выходом схемы сравнения уровней и со входом счетчика импульсов, имеющим количество вы5 ходов, равное количеству фильтров, и схемы управления, включенной между счетчиком импульсов и коммутатором.

На фиг. 1 изображена упрощенная блок-схема предлагаемого умножителя частоты; на

10 фиг. 2 — блок-схема автоматического поиска для трех полосовых фильтров.

Умножитель частоты содержит генератор 1 гармоник, набор неперестраиваемых полосовых фильтров 2, любой из которых подключа15 ется к генератору 1 гармоник с помощью электронного коммутатора 8, систему 4 АРУ и схему автоматического поиска, состоящую из схемы 5 сравнения уровней, генератора б импульсов, счетчика 7 импульсов и схемы 8

20 управления.

В зависимости от количества переключаемых фильтров выполнение отдельных устройств схемы поиска может изменяться. В качестве примера на фиг. 2 показана блок-схе25 ма автоматического поиска для трех полосовых фильтров. В этом случае схема сравнения уровней состоит из трех детекторов 9, 10 и 11, трех дифференциальных усилителей 12.

И и 14, трех ключей 15, 1б и 17 и общего уси30 лителя 18. Счетчик 7 импульсов имеет три вы320011

65 хода, а схема управления содержит два ключа 19 и 20 и две схемы «ИЛИ» 21 и 22. Сигналы управления снимаются электронным коммутатором 3 с трех выходов 23, 24 и 25 схемы управления, причем каждому выходу соответствует определенный полосовой фильтр и детектор сигнала. Например, с выхода 23 включается первый полосовой фильтр, сигнал на выходе которого выпрямляется детектором

9, с выхода 24 — второй полосовой фильтр, имеющий детектор 10 и т. д.

При отсутствии высокочастотного сигнала на входе генератора 1 напряжения на выходе любого полосового фильтра не будет, и выходной сигнал схемы 5 равен нулю. При этом ключи 19 и 20 схемы 8 управления открыты, а генератор б выдает импульсы на счетчик 7 импульсов. Изменяя свое состояние, счетчик импульсов через схему управления поочередно включает полосовые фильтры, открывает соответствующие им ключи в схеме сравнения уровней, а через открытые ключи 19 и 20 и схемы «ИЛИ» включает также и соседние фильтры. Происходит непрерывный поиск, во время которого к генератору гармоник подключаются одновременно два соседних фильтра за исключением последнего (третьего), когорый подключается один.

Процесс поиска прекращается, когда на вход умножителя частоты подается высокочастотный сигнал и к генератору гармоник оказывается подключенным фильтр, соответствующий частоте входного сигнала. Пусть, например, частоте входного сигнала соответствует второй фильтр, а в момент подачи высокочастотного сигнала на генератор гармоник счетчик импульсов находился в положении, при котором открыт ключ 15, и сигналом управления с выхода 23 включен первый фильтр.

Так как ключ 19 открыт, то на выходе 24 схемы «ИЛИ» также будет сигнал, включающий второй полосовой фильтр. Выходное напряжение второго фильтра выпрямляется детектором 10 и подается на два дифференциальных усилителя 12 и 13. Последние выполнены таким образом, что при подаче напряжения на их верхние по чертежу входы выходное напряжение усилителя имеет определенную (например, положительную) полярность и проходит через ключи, а при подаче напряжения на нижние входы полярность изменяется на обратную, и напряжение через ключи не проходит. В результате этого, хотя ключ 15 и открыт, напряжение на его выходе будет отсутствовать, и генератор б импульсов будет продолжать работать. После прихода следующего импульса счетчик импульсов переходит в новое положение, при котором открывается ключ lб и включаются второй и третий фильтры. Выпрямленное детектором

10 напряжение с выхода второго фильтра проходит через дифференциальный усилитель 13, открытый ключ lб и усиленное усилителем 18 выключает генератор б импульсов, прекращая процесс поиска. Одновременно сигналом с другого выхода усилителя 18 закрываются ключи 19 и 20 схемы управления, в результате чего снимается напряжение с выхода 25, и третий фильтр от генератора гармоник отключается. Схема поиска будет находиться в таком состоянии до тех пор, пока частота выходного сигнала умножителя частоты не выйдет за пределы полосы пропускания второго фильтра, и напряжение на выходе дифферен10 циального усилителя 13 не уменьшится до нуля или изменит свою полярность.

В случае, когда частота выходного сигнала находится на границе полос пропускания двух соседних фильтров, напряжение на выходе

Ы дифференциального усилителя будет определяться разностью выпрямленных напряжений с выходов этих фильтров, и процесс поиска будет заканчиваться включением фильтра, у которого уровень выходного сигнала больше.

20 Благодаря этому. исключается ошибка в выборе полосового фильтра за счет системы

АРУ, так как при определенном уровне высокочастотного сигнала на входе двух одновременно включенных фильтров, создаваемом си25 стемой АРУ, напряжение на выходе фильтров будет определяться только их частотной характеристикой.

Предлагаемая схема поиска фильтров в широкополосном умножителе частоты выполз0 няется с помощью известных схем и отличается простотой и высоким быстродействием.

Существенное упрощение достигается здесь тем, что в схеме сравнения уровней применены дифференциальные усилители, позволяю35 щие непосредственно сравнивать выпрямленные напряжения с выходов двух соседних фильтров.

Время поиска полосового фильтра при изменении частоты входного сигнала зависит от

40 количества применяемых фильтров и допустимой максимальной частоты генератора импульсов. Так, например, при экспериментальной отработке макета умножителя частоты с пятью полосовыми фильтрами частота генера45 тора импульсов была взята равной 1 кгпв, поэтому время поиска составляло не более о м/сек. При использовании в схеме умножителя частоты менее инерционного электронного коммутатора можно увеличить частоту сле50 дования импульсов и снизить время поиска до нескольких сотен микросекунд.

Предмет изобретения

Умножитель частоты, содержащий генератор гармоник, электронный коммутатор, набор неперестраиваемых полосовых фильтров и систему автоматической регулировки уровня выходного сигнала, отличающийся тем, что, с целью автоматического выбора полосового фильтра при изменении входной частоты и исключения ошибки в выборе за счет системы автоматической регулировки уровня, к электронному коммутатору подключена схема

32001t Ри f

Фиг 2

Составитель Л. Рубинчик

Техред 3. Тараненко

Корректор О. Волкова

Редактор Т. Иванова

Заказ 3782/12 Изд. № 1535 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 поиска, состоящая из схемы сравнения уровней, подключенной к выходам фильтров, генератора импульсов, соединенного с выходом схемы сравнения уровней и со входом счетчика импульсов, имеющим количество выходов, равное количеству фильтров, и схемы управления, включенной между счетчиком импульсов и коммутатором.