Умножитель частоты

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик пи758429 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено03. 11 . 78 (21) 2680438/24-07 с присоединением заявки ¹

Н 02 М 5/16. Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 2308.80. Бюллетень №

Дата опубликования описания 030980 (53) УДИ 621. 314.. 263 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

П. Л. Глузман, A. И. Дворсон и N. П. Морозов

Рыбинский авиационный технологический институт (7 1 ) Заявитель (54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к электро технике, автоматике и радиотехнике и может найти применение в различных преобразовательных устройствах, а также для умножения частот инфранизкого диапазона.

Известен умножитель частоты, содержащий формирователь амплитудномодулированного сигнала и ферромагнитные сердечники с расположенными на них обмотками управления, каждая иэ которых включена в одну из двух последовательных цепей, и выходными обмотками, соединенными последовательно по схеме суммирования, причем 15 обмотки управления первой из цепей имеют на каждом сердечнике разное число витков, и каждая из них включена встречно по отношению к соответствующей обмотке второй цепи j1). 0

Недостатком этого устройства явля» ется низкий КПД, низкие массо-гаСаритные показатели, плохая форма выходного сигнала.

Наиболее близким к устройству является умножитель частоты, содержащий ферромагнитные сердечники, на каждом иэ которых расположены входная, выходная, управляющая и вспомогательная обмотки, причем каждая из 30 входных, выходных и управляющих обмоток соединена с аналогичными обмотками, расположенными на других сердечниках, образуя согласно-последовательную цепь, а вспомогательные обмотки образуют две согласнопоследовательные цепи, связанные с источником постоянного напряжения, демодулятор,ко входу которого подключена цепь выходных обмоток,а выход соединен с выходными выводами,и генератор высокой частоты (2 . Недостатками умножителя частоты являются сложность схемы, обусловленная наличием формирователя амплитудно-модулированного сигнала и выпрямителя, низкий КПД за счет потерь мощности при двойном преобразовании в цепи управления (модуляция-демодуляция), искаженная форма выходного сигнала, что объясняется неидеаль» ностью выпрямителя в цепи управления. наличием пульсаций на его выходе, в результате чего в выходном сигнале имеют место высшие гармонические соо тавляющие.

Цель изобретения — упрощение умножителя частоты, повышение его КПД и улучшение формы выходного сигнала.

758429

Указанная цель достигается тем, что в умножителе частоты, содержащем ферромагнитные сердечники, на каждом иэ которых расположены входная, выходная, управляющая и вспомогательная обмотки, причем каждая иэ входных, выходных и управляющих обмоток соединена с аналогичными обмотками, расположенными на других сердечниках, образуя согласно-последовательную цепь, а вспомогательные Обмотки образуют две согласнопоследовательные цепи, связанные с источником постоянного напряжения, демодулятор, ко входу которого подключена цепь выходных обмоток, а выход соединен с выходными выводами i5 и генератор высокой частоты, цепь входных обмоток подключена к выходу генератора высокой частоты, цепь управляющих обмоток подключена к входным выводам, а цепи вспомогательных щ обмоток включены между собой встречно. маль ного значения, а затем — убывание вновь до нулевого значения.

Таким образом, передаточная характеристика любого управляемого трансформатора, описывающая зависимость амплитуды его выходного сигнала от мгновенного значения входного сигнала,. подаваемого в обмотку W имеет колоколообразный вид. Поскольку, обмотки Ч „всех сердечников соединены последовательно и согласно, то иа вход демодулятора поступает сумма выходных ЭДС отдельных управляемых трансформаторов. При этом в связи с тем, что обмотки Ч выполнены с различными числами витков, колоколообраз-. ные характеристики оказываются сме- щенными друг относительно друга. Результирующая характеристика системы управляемых трансформаторов, oIIределяемая как сумма всех колоколообразных характеристик, имеет вид гребенчатой кривой. Число максимумов этой кривой определяется количеством управляемых трансформаторов.

Подбором чисел витков обмоток W u

Ч можно добиться равномерного расположения максимумов вдоль оси абсцисс и их равенства по оси ординат.

Очевидно, что за один период из-менения входного сигнала, поступающего на входные выводы, амплитуда гармонического сигнала на входе демодулятора изменяет свое значение от минимального до максимального 2п раэ в связи с тем, что передаточная характеристика системы управляемых. трансформаторов имеет гребенЧатый вид. Здесь n — - число максимумов передаточной характеристики.

На чертеже дана, принципиальная схема умножителя частоты.

Умножнтель частоты содержит ферро- 25 магнитные сердечники с расположенными на них входными Ч управляющими

Ч,вспомогательные Чв и выходными Чэь1 обмотками. Обмотки Чв соединены последовательно и согласно и под- ® ключены к генератору синусоидального сигнала высокой частоты Y . Обмотки соединены последовательно и соглас. но и связаны с входными выводами.

Обмотки Чу<соединены последовательно. объединены в две цепи, в каждой иэ которых они включены согласно, а цепи по отношению друг к другу соединены встречно и подключены к источнику постоянного напряжения ИП. Обмотки Чзщсоединены последовательно и согласно и через демодулятор Д связаны с выходными выводами °

Схема работает следующим образом.

В исходном состоянии (при отсутствии входного сигнала) все сердечники под действием МДС обмоток Ч, насыщены, поэтому трансформация сигнала высокой частоты из обмоток Чв,„ в обмотки Ч не происходит. По мере возрастания входного сигнала степень насыщения части сердечников, в которых .МДС создаваемые обмотками W оказываются действующими навстречу

МДС обмоток Ч,уменьшается. При не, котором значении входного сигнала поля обмоток Ч„ и Ч полностью компенсируют друг друга в сердечнике с наименьшим числом витков обмотки Wс а дальнейший рост входного сигнала вновь вводит данный сердечник в насыщение, но уже под действием поля обмотки Wy . Следовательно, рост входного сигнала вызывает вначале возрастание амплитуды выходного .сигнала данного управляемого трансформатора от нуля до некоторого максиЗа счет того, что обмотки Ч объединены в две цепи, в каждой иэ которых они включены согласно, а цепи по отношению друг к другу соединены встреч.но, передаточная характеристика системы управляемых трансформаторов симметрична относительно оси ординат, т.е. положительная полуволна входФО ного сигнала вызывает появление на выходе и периодов сигнала умноженной частоты (аналогично для отрица« тельной полуволны).

Наличие в схеме демодулятора поэ65 воляет выделить полезный сигнал ум1 умножение частоты в 2п раз проис40 ходит при определенной амплитуде входного сигнала, когда каждая его полуволна(положительная и отрицательная) охватывает по и/2 максимумов гребенчатой характеристики. Изменяя дискретно амплитуду входного сигнала на величину, равную полуинтервалу между двумя соседними максимумами гребенчатой характеристики, можно изменять коэффициент умножения, так как количество максимумов, охватываемых входным сигналом, изменяется.

758429

Составитель Л. Устинкина

Ре анто И. Нанкина

Тираж 783 Подписное

ВНКИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Mocaaa K-35 pa3aucaaa aac. . 445

Заказ 6758 1

Филиал tIOH "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 ноженной частоты из амплитудно-модулированного гармонического сигнала.

Формула изобретения

Умножитель частоты, содержащий ферромагнитные сердечники, на каждом из которых расположены входная, выходная, управляющая и вспомогатель ная обмотки, причем каждая из входных, выходных и управляющих обмоток соединена с аналогичными обмотками, расположенными на других сердечниках, образуя согласно-последовательную цепь, а вспомогательные обмотки образуют две согласно-последовательные цепи, связанные с источником постоянного напряжения, демодулятор, ко входу которого подключена цепь выходных обмоток, а выход - соединен с выходными выводами, и генератор высокой частоты, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения, повышения КПД и улучшения формы выходного сигнала, цепь входных обмоток подключена к выходу генератора высокой частоты, цепь управляющих обмоток подключена к входным выводам, а цепи вспомогательных обмоток включены между собой встречно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CQIA 9 326048, кл. 321-68, опублик. 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

Ia 610264, КЛ. Н 02 N 5/16, ОПубЛИК.

1978.