Каскадный умножитель частоты

 

Союз Советсиин

Социалнстичесиин

Республик

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»>752670 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.07.78 (2I ) 2643269/24-07 с присоединением заявки Pk(23) Приоритет

Опубликовано 30.07.80. Бюллетень pk 28 с

Дата опубликования описания 31.07.80 (51) М. Кл.

Н 02 М 5/16

Гееударстееннмй кемнтет

СССР

IIo делам иаебретеиий и атнрытий (53) УД К621.314. .263 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. В. Чигвинпев и А. М. Ураксеев

Уфимский нефтяной институт (73) Заявитель (54) КАСКАДНЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОГЫ

Изобретение относится к електротехнике и может быть использовано в качест= ве преобразователя частоты в устройствах информационно-измерительной техники.

Известны устройства аля умножения частоты, основанные на выделении выо5 ших гармонических составляющих колебательным контуром 11.

Недостатком устройств является невозможность использования их в широком аиа назоне частот, поскольку необходимо перестраивать резонансный контур.

Умножители с пространственным кодированием на основе ЭЛТ имеют широкий диапазон рабочих частот (2).

Однако они весьма сложны по конст рук ции.

Устройства умножения частоты с линиями задержки, оановибраторами, счетчиками теряют информацию о фазе, что являет- 0 ся их основным недостатком.

Умножители с обратной связью имеют широкий частотный диапазон с сохранением информааии о)фазе (2).

Однако они сложны по устройству, так .как содержат в своем составе фазовый

> детектор, фильтр низкой частоты, управляемый генератор и аелитель частоты.

Недостатком умножителя частоты с пространственным кодированием на основе многообмоточного трансформатора является необходимость иметь многофазное.питатстаее напряжение (2 .

Широко распространены умножители частоты на основе двухполупериоаных выпрямителей j2), Нх неаостатками являются либо слож-,,>ность конструкции, либо необходимость иметь трансформатор.

Наиболее блттзким к предлагаемому является каскааный умножитель частоты, содержащий формирователь треугольного напряжения, ахоп которого соеаинен с выходом генератора,а выход - со вхоаом ттервого каскааа умножителя (3).

Недостатком данного устройства умножения частоты. является наличие в его схеме разделительных трансформаторов, что

3 752 усложняет конструкцию, технологию изготовления, а также снижает надежность устройства.

Белью изобретения является упрощение и повышение надежности устройства.

Эта цель дос игается тем, что в каскадном умножителе частоты, содержащем формирователь треугольного напряжения, вход которого соединен с выходом генератора, а выход - со входом первого каскада - 10 каждый каскад умножителя состоит из двух транзисторов, коллектор первого транзистора подключен к ошюй шине питания через резистор и к базе второго транзиотора, коллектор которого подключен к той 15 же шине питания, в эмиттер образует выходной вывод каскада и соединен со входом следующего каскада, базой первого транзистора и через второй резистор - с другой шиной питания; являющейся общей, 20 причем, эмиттер первого транзистора подключен к общей шине через два последовательно соединенных дополнительных резистора, параллельно одному иэ которых включен конденсатор. Кроме того, с целью 25 улучшения условий эксплуатации (упрощение подстройки по постсянной составляющей). дополнительный резистор, параллельно которому включен конденсатор, выполнен ре - гулируем ым. 30

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — диаграммы напряжений, поясняющие принцип действия предлагаемого устройства.

В каскадном умножителе частоты выход генератора 1 соединен с формировате лем 2 треугольного напряжения, выход которого подключен ко входу первого каокада умножителя частоты 3 - базе первого транзистора каскада. Каждый каскад, умножения (удвоения) .содержит транзистор 4, коллектор которого через резистор 5 соединен с шиной питания, а эмиттер через два последовательно включенных резисто- 45 ра 6 и 7 подключен к общей шине, причем параллельно одному из резисторов подключен конденсатор 8, второй транзистор каокада 9, база которого подключена к коллектору первого транзистора, коллектор

50 которого соединен с шиной питания, а эмиттер-выход каскада — подключен ко входу следующего каскада 10 и через резистор

11 к общей шине.

Устройство работает следующим обре55 зом.

С генератора, частоту котор го необхо-, димо умножить, сигнал произвольной форумы поступает на вход формирователя тре670 4 гольного напряжения, с выхода которого напряжение треугольной формы поступает на вход умножителя частоты — базу первого транзистора каскада. Резисторы в цепях эмиттерв и коллектора первого транзистора, которые являются нагрузочными для переменной составляющей, равны, а величина резистора, параллельно которому подключен конденсатор, подбирается такой, чтобы при отсутствии переменной составляющей на входе транзистор находился на границе насыщенного состояния, при этом 1вх к О э

Это равенство будет выполняться для значений переменной составляющей

Ue„> O. (2)

Например, при возрастании напряжения на входе, поскольку транзистор насыщен, то напряжение нв коллекторе будет синхронно возрастать с напряжением на базе.

При уменьшении напряжения íà входе напряжение на коллекторе будет также уменьшаться до момента времени, при котором

О в,,- о. (3)

Промежуток времени 0-4 при котором выполняется равенство (1) и условие (2), показан на фиг. 2.

При уменьшении переменной составляющей меньше нуля

1,1 "„< О. (4) транзистор выходит из состояния насьпдения и начинает закрываться. При этом по- тенциал коллектора начинает увеличиваться, поскольку сопротивление транзистора возрастает (квсквд работает в режиме инвертирующего усилителя при выполнении условия (1 )}. Этому режиму будет соответствовать соотношение

U m < > 1-1 ц = О У.1 (5) (на фиг. 2 это соответствует промежутку времени t -4 ) .

Для согласования с нагрузкой на втором транзисторе выполнен эмиттерный с повторитель.

Таким образом, переменная составляющая выходного напряжения сохранит фазу и форму входного напряжения, имея при Ъ этом удвоенную частоту. формула изобретения

1. Каскадный умножитель частоты, содержащий формирователь треугольного напряжения, вход которого соединен с выходом генератора, а выход — со входом первого каскада, отличающийся

5 7826 тем, что с целью упрощения и повышения надежности, каждый каскад умножителя состоит из двух транзисторов, коллектор первого транзистора подключен к одной шине питания. через резистор и к базе вто- 5 рого транзистора, коллектор которого подключен к той же шине питания, а эмиттер образует выходной вывод каскада и соеди» нен со входом следующего каскада, базой первого транзистора и через второй реэио- 1О тор - с другой шиной питания, являющейся общей, причем, эмиттер первого транзистора подключен к обшей шине через

asa последовательно соединенных дополнительных резистора, параллельно одному из которых включен конденсатор.

70 6

2. Умножитель по и.- 1, о т л и ч аю шийся тем, что с цепью улучшения условий эксплуатации, дополнительный резистор, параллельно которому включен конденсатор, выполнен регулируемым.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ризкин И. Х. Умножители и делители частоты. М., Связь, 1976.

2. Новицкий П.В., Кнорринг В.Г., 1 ч ников В.С. Цифровые приборы с частотными датчиками. Л., Энергия", 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

N 124004, кл: Н 02 М 5/16, 1960.

7526 70

О

Уйя. (Ум/

Составитель Л. УстинкинаРедактор И. Нестерова Техред Н. Барадулииа Корректор М. Коста

Заказ 4760/16 Тираж 783 Подписное

ЦНИИ ПИ, Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4