Статический умножитель частоты

ОЛИСАНИЕ ЗЮЗИИЗОЬЕЕТ ЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республиктвависимое от авт. свидетель 514/1 явлено 22.17.1969 ( 133 МПК Н 03 т 1 7 присоединением заявкиПриорите омитет по дел обретений и открытри Совете ЯинистроСССР Опубликовано 26,т 11.1971.23 ДК 681.335.513(088,8) ллете 971 а опубликования описания 4.Х Авторыизобретения Николае тмушии и явите Й УМ АТИ ЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ оты, и 2, Зи 3, И, Олейник, П. Е. Конченков, В. Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники.Для питания различных устройств автоматики, телемеханики, вычислительной и измерительной техники часто необходим переменный 5 ток с частотой, в три раза превышающей частоту основного источника энергии, В подобных случаях применяются главным образом статические преобразователи - умножители частоты, принцип работы которых основан на ис пользовании свойств нелинейных звеньев. В качестве таких звеньев обычно используются нелинейные индуктивности с насыщающимися ферромагнитными сердечниками.Недостатками известных устройств являюг ся большие габариты и вес, сложность схем и низкий коэффициент мощности, что в ряде случаев ограничивает возможность их применения.Предлагаемое устройство предназначено 20 для умножения в три раза частоты сигналов синусоидальной формы и отличается от широко распространенных в настоящее время ферромагнитных утроителей частоты тем, что в качестве нелинейного звена в схеме исполь зуется электрический мост, составленный из резисторов и стабилитронов.На фиг. 1 представлен утроитель част включающий в себя входные зажимы 1 нелинейный мост, содержащий резисторы 0 4, составляющие два противоположных его плеча, и последовательно и встречно соединенные между собой кремниевые стабилитроны 5 и 6, 7 и 8, образующие два других противолежащих плеча; входные зажимы 9 и 10, к которым подключено сопротивление нагрузки 11,Синусоидальное напряжение, частота которого подлежит преобразованию, через входные зажимы 1 и 2 подводится к нелинейному мосту, а зажимов 9 - 10 снимается напряжение утроенной частоты.На фиг. 2 представлена идеализированная зависимость выходного напряжения У,моста от входного напряжения постоянного тока У для случая, когда уровень напряжения пробоя 11, для всех стабилитронов одинаков.С целью улучшения формы кривой выходного напряжения тройной частоты, стабилитроны моста целесообразно выбирать таким об. разом, чтобы уровень напряжения пробоя для стабилитронов одного плеча (например 6, 6) отличался от напряжения пробоя стабилитронов другого плеча (например 7, 8),Характеристика моста на постоянном токе для этого случая представлена на фиг. 3. Здесь напряжения У, и У. обозначают уровни пробоя стабилитронов разных плеч.С этой же целью амплитуда входного напряжения выбирается равной сумме 211,+Уз (фиг. 3).З 103 И иг.1 ггг Й иг зд.1 Тираж 473 НИИП Типография уиова 3Принцип работы утроителя частоты поясняется диаграммой напряжения, изображенной на фиг. 4.Здесь совмещены характеристика нелинейного моста живых=(1/вх) на постоянном токе, временная диаграмма входного синусоидального напряжения Увх=(1) и временная диаГРаММа ВЫХОДНОГО НВПРЯжЕНИЯ Сивых - 12На уЧаетКЕ В - г ХараКтЕрИСтИКИ 11 вых= =(Овх) диаграмма выходного напряжения повторяет диаграмму входного, так как коэффициент передачи моста равен единице. Поэтому участки ж - з, м - н и с - м синусоиды входного сигнала отражаются на выходной кривой в виде участков ж - з, м - н и с - т соответственно. Участки б - в и г - д характеристики моста обеспечивают небольшие участки насыщения з - и, л - м, и - о и р - с на диаграмме выходного напряжения, в которые вырождаются участки диаграммы входного напряжения з - и, л - м, н - о и р - с соответственно.Коэффициент передачи моста на участках а - в и д - е составляет единицу с отрицательным знаком, поэтому участки диаграммы входного напряжения и - к - л и о - и - р повторяются с обратной фазой на диаграмме выходного напряжения (участки и - к - л и о - и - р соответственно).Отрицательное сопротивление моста на уча 4стках а - в и д - е по существу и определяетэффект умножителя частоты,Таким образом, на входные зажимы 1 - 2схемы утроителя (фиг. 1) подается синусои 5 дальное напряжение, амплитуда которогоравна сумме 2 У,+Ба. Благодаря нелинейнойхарактеристике моста частота напряжения нанагрузке 11, подключенной к выходу указанного моста, окажется утроенной.10 Соответствующим выбором стабилитронови амплитуды входного напряжения можнодобиться, как это следует из описания работы утроителя, удовлетворительной формы выходного напряжения утроенной частоты.15 Для уменьшения коэффициента нелинейныхискажений выходного напряжения к выходупредлагаемого устройства может быть подключен дополнительный резонансный фильтр,настроенный на утроенную частоту входного20 сигнала. Предмет изобретенияСтатический умножитель частоты, содержащий нелинейное звено, отличающийся тем, что, 25 с целью упрощения устройства, нелинейноезвено выполнено в виде электрической мостовой схемы, два противоположных плеча которой образованы резисторами, а два других - встречно-последовательно соединенными ста билитронами,