Умножитель частоты
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Н 03 В 19/00
Государствеииый комитет
СССР ио. делам изобретеиий и откры тий (53) УДК 621. 37 4. 4 (088.8) Дата опубликования описания 250279 (72) Автор изобретения, В.С.Закс (71) Заявитель (54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ
Изобретение относится к высокочастотной технике и предназначено для формирования высокочастотных сигналов с малым фазовым дрейфом в устройствах различного назначения, Известен умножнтель частоты, содержащий последовательно соединенные первый формирователь гармоник и первый перестраиваемый фильтр, а также последовательно соединенные второй формирователь гармоник и второй перестраиваемый фильтр, при этом входы первого и второго формирователей гармоник подключены к выходу источника опорной частоты (1J .
1б
Недостатком указанного умножителя частоты является значительная нестабильность частоты выходного сигнала.
Цель изобретения — повышение фазовой стабильности выходного сигнала.
Для этого в умножителе частоты, содержащем последовательные соединенные первый формирователь гармоник и первый перестраиваемый фильтр, а также последовательно соединенные второй формирователь гармоник и второй перестраиваемый фильтр,при этом входы первого и второго формирователей гармоник подключены к выходу источника опорной частоты, первый и второй перестраиваемый фильтры выполнены в виде автоматически перестраиваемых следящих фильтров, а выход первого перестраиваемого фильтра соединен с управляктцим входом второго перестраиваемого фильтра через фазовращатель, причем первый перестраиваемый фильтр выполнен в виде замкнутых в кольцо первого резонансного фильтра, амплитудного детектора, синхронного детектора, первого фильтра нижних частот, сумматора и первогО управляющего элемента, при этом к другим входам сумматора и синхронного детектора подключен выход низкочастотного генератора, а второй перестраиваемый фильтр выполнен в виде замкнутых в кольцо второго резонансного фильтра, фазового детектора, второго фильтра нижних частот и второго управляющего элемента.
На чертеже представлена структурная электрическая схема описываемого умножителя частоты. умножитель частоты, содержащий последовательно соединенные первый формирователь 1 гармоник и первый
649122 перестраиваемый фильтр 2, а также последовательно соединенные второй формирователь 3 гармоник и второй перестраиваемый фильтр 4, при этом входы первого и второго формирователей гармоник подключены к выходу источника опорной частоты 5, первый и второй перестраиваемый фильтры 2, 4 выполнены в виде автоматически перестраиваеьых следящих фильтров, а выход первого перестраиваемого фильтра соединен с управлякщим вхд- 30 дом второго перестраиваемого фильтра через Фазовращатель 6, первый пере страиваемый фильтр 2 выполнен в виде замкнутых в кольцо первого резонансного фильтра 7, амплитудного детекто- 1 ра 8, синхронного детектора 9, первого фильтра 10 нижних частот, сумматора 11, и первого управляющего элемента 12, при этом к другим входам сумматора ll и синхронного детектора
9 подключен выход низкочастотного генератора 13, второй перестраиваемый фильтр 4 выполнен в виде замкнутых в кольцо второго резонансного фильтра
14, Фазового детектора 15, второго фильтра 16 нижних частот и второго управляющего элемента 17.
Работа описываемого умножителя частоты происходит следующим образом.
Петля обратной связи, состоящая 30 из амплитудного детектора 8, синхронного детектора 9, первого фильтра
10 низких частот, низкочастотного генератоРа 13, сумматора ll и первого управляющего элемента 12 as- З5 ляется контуром автоматической подстройки частоты первого резонансного Фильтра 7 на частоту выделяемой им гармоники входного сигнала.
Выходной синусоидальный сигнал низкочастотного генератора 13, пройдя через сузеватор 11 и первый управляющий элемент 12 (например, варикап), модулирует частоту настройки первого резонансного фильтра 7.
Благодаря этому сигнал на выходе первого резонансного Фильтра 7 оказывается амплитудно-модулированным, причем глубина модуляции и ее
Фаза зависят от величины и знака расстройки между частотой выделяемой гармоники и частотой нас ройки первого резонансного фильтра 7. Информация, заключенная в модуляции амплитуды выходного сигнала этого фильтра, последовательно выделяется 55 амплитудным и синхронным детекторами
8 и 9. В результате постоянная составляющая выходного си нала синхронного детектора 9 несет в себе всю информацию о расстройке между частотой выделяемой гармоники и частотой настройки первого Резонансного фильтра 7, причем величина и знак постоянной составляющей однозначно соответствуют величине и знаку расстройки.
Далее выходной сигнал первого фильтра 10 низких частот подается на второй вход сумматора 11 и затем через первый управляющий элемент 12 корректирует настройку первого резонансного фильтра 7, тем самым сводя к минимуму сдвиг фазы его выходного сигнала.
Таким образом, постоянная составляющая фазы выходного сигнала первого резонансного фильтра 7 оказывается практически не зависящей от всех факторов, влияющих на настройку этого фильтра (температуры, давления, влажности и т.д.), поскольку эта настройка, благодаря действию описанной части устройства, всегда совпадает с частотой выделяемой гармоники входного сигнала умножителя частоты.
Следовательно, эта постоянная ,составляющая Фазы в дальнейшем может использоваться в качестве опорной.
Далее на Фазовом детекторе 15 происходит сравнение Фаз выходных . сигналов первого и второго резонансных фильтров 7,14. В случае, если поворот фазы, вносимый фазовращателем 6, близок к 9/2, выходной сигнал фазового детектора 15 практически пропорционален разности фаэ сравниваемых сигналов. Постоянная составляющая этого сигнала выделяется вторым фильтром 16 нижних частот, и с помощью второго управляющего элемента 17 компенсирует вариации фазы, возникающие во втором резонансном фильтре 14 путем соответствующей. подстройки его резонансной частоты.
Выходной сигнал второго резонансного фильтра 14 в отличие от первого резонансного фильтра 7 не содержит принудительной модуляции с частотой низкочастотного генератора 13 и может использоваться, в частности, для дальнейшего умнож ния.
Формула изобретения
1. Умножитель частоты, содержащий последовательно соединенные первый формирователь гармонйк и первый перестраиваемый фильтр, а также последовательно соединенные второй формирователь. гармоник и второй перестраиваемый фильтр, при этом входы первого и второго формирователей гармоник подключены к выходу источника опорной частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения фаэовой стабильности выходного сигнала, первый и второй перестраиваемый фильтры выполнены в виде автоматически перестраиваемых следящих фильтров, а выход первого перестраиваемого фильтра соединен с управляющим входом второго перестраиваемого фильтра через фаэовращатель.
649122
Составитель В. Лякишев
Техред М. geTKo Корректбр М.Демчик
Реда..тор Л.Гельфман
Тираж 1059 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Заказ 576/53
Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная,4
2. Умножитель по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что первый перестраиваемый фильтр выполнен в виде замкнутых в кольцо первого резонансного фильтра, амплитудного детектора, синхронного детектора, первого фильтра нижних частот, сумматора и первого управляющего элемента, при этом к другим входам сумматора и синхронного детектора подключен выход низкочастотного генератора °
3 ° Умножитель по пп.1 и 2, о тл и ч а ю шийся тем, что второй перестраиваемый фильтр выполнен в виде замкнутых в кольцо второго резонансного фильтра, фазового детектора, второго фильтра нижних частот и второго управляющего элемента.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Воейков Д.Д. Конструирование
Ю низкочастотных генераторов. М.-Л., Энергия, 964, с.172.
