Умножитель частоты

Союз Советскими Социалистических Респубдик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 03. 11. 78 (21) 2 б 80438/24 "07 с присоединением заявки Мо Н 02 М 5/16, Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) ПриоритетОпубликовано 2308.80. Бюллетень М Дата опубликования описания 030980(72) Авторы изобретения П. Л. Глузман, А, И. Дворсон и М. П, Морозов Рыбинский авиационный технологический институт(54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ Изобретение относится к электрод технике, автоматике и радиотехнике и может найти применение в различных преобразовательных устройствах, а также дляумножения частот инфра- низкого диапазона.Известен умножитель частоты, содержащий формирователь амплитудно" модулированного 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 (1. 0Недостатком этого устройства явля ется низкий КПД, низкие массо-габаритные показатели, плохая форма выходного сигнала.Наиболее близким к устройству 25 является умножитель частоты, содержащий ферромагнитные сердечники, на каждом иэ которых расположены входная, выходная, управляющая и вспомо. гательная 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 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 21Недостатками 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 обьясняется неидеаль ностью выпрямителя в цепи управления. наличием пульсаций на его выходе, в результате чего в выходном сигнале имеют место высшие гармонические сос тавляющие. Цель изобретения - упрощение умножителя частоты, повышение его КПД и улучшение формы выходного сигнала,Указанная цель достигается тем,что в умножителе частоты, содержащем ферромагнитные сердечники, накаждом иэ которых расположены входная, выходная, управляющая и вспомогательная обмотки, причем каждая иэвходных, выходных и управляющих обмоток соединена с аналогичными обмотками, расположенными на другихсердечниках, образуя согласно-последовательную цепь, а вспомогательные Обмотки образуют две согласно- Опоследовательные цепи, связанные систочником постоянного напряжения,демодулятор, ко входу которого подключена цепь выходных обмоток, авыход соединен с выходными выводами 15и генератор высокой частоты, цепьвходных обмоток подключена к выходугенератора высокой частоты, цепьуправляющих обмоток подключена к входным выводам, а цепи вспомогательных щобмоток включены между собой встречно,мального 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 Ч, 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, определяемая как сумма всех колоколообразных характеристик, имеет вид гребенчатой кривой. Число максиму" мов этой кривой определяется количеством управляемых трансформаторов. Подбором чисел витков обмоток Ч и Ч можно добиться равномерного рас" положения 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 2 п раэ всвязи с тем, что передаточная характеристика системы управляемых. трансформаторов имеет гребенчатый вид. Здесь и - число максимумов передаточной характеристики. На чертеже дана, принципиальная схема умножителя частоты.Умножнтель частоты содержит ферро магнитные сердечники с расположенными на них входными Чэ управляющими Ч ,вспомогательные Чви выходными Чэь 1 обмотками. Обмотки Чв соединены последовательно и согласно и под- р ключены к генератору синусоидального сигнала высокой частоты Г . Обмотки Ч соединены последовательно и соглас но и связаны с входными выводами. Обмотки Чбссоединены 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 Я связаны с выходными выводамиСхема работает следующим образом.В исходном состоянии (при отсутствии входного сигнала) все сердеч" ники под действием МДС обмоток Ч, насыщены, поэтому трансформация сигнала высокой частоты из обмоток Чв, в обмотки ЧЭ не пРоисхоДит. По меРе возрастания входного сигнала степень насыщения части сердечников, в которых .МДС создаваемые обмотками Ч 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 %С а дальнейший рост входного сигнала вновь вводит данный сердечник в насыщение, но уже под действием поля обмотки Ч . 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 которыхони включены согласно, а цепи по отношению друг к другу соединены встреч,но, передаточная характеристика системы управляемых трансформаторов симметрична относительно оси ординат,т.е. положительная полуводна входФО ного сигнала вызывает появление навыходе и периодов сигнала умноженной частоты (аналогично для отрица"тельной полуволны),Наличие в схеме демодулятора поэ 65 воляет выделить полезный сигнал умумножение частоты в 2 п раз проис ходит при определенной амплитуде входного сигнала, когда каждая его полу- волна(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, охватываемыхвходным сигналом, изменяется.758429 Составитель Л. Устинкинаех Т,Маточиа Коррек Ое СР анто И, Нанкина 758 1783 твеннобрете Жо Подл имитетаоткрытикая на аказ 6 Тираж снВННИПИ ГОСударс ог ка ССпо делам из ний и й113035 Москва аушс б 445Филиал ППН "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная,4 ноженной частоты из амплитудно-модулированного гармонического сигнала.Формула изобретенияУмножитель 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, расположеннымн 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 вы.сокой 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 обмотокподключена к выходу генератора высокой частоты, цепь управляющих обмоток подключена к входным выводам, ацепи вспомогательных обмоток включены между собой встречно. 10Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 9 326048,кл. 321-68, опублик. 1966,2. Авторское свидетельство СССРР 610264, кл. Н 02 И 5/16, опублик.1978.