Умножитель частоты

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК вЯОа 852 51) 4 Н 03 В 19/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ИЯ ввои этомов для 9 аай ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к радиотехнике, Цель изобретения - повышениеКПД на низких частотах рабочего диапазона. Устр-во содержит входнойфильтр 1, выходной фильтр 2, полупроводниковый диод 3, конденсатор 4,Введен транзистор (Т) 5, эмиттер иколлектор к рого соединены с соответствующими из электродов диода 3.База Т 5 соединена с дополнительным инверсным выходом фильтра 1. Диод 3и Т 5 выполняют функции управляемогсключа с двухсторонней проводимостью.Конденсатор 4 используется как эл-т,не вносящий потери и создающий искаженную форму напряжения. Чем большеемкость конденсатора 4, тем большеамплитуда импульсов напряжения, тембольше мощность на выходе устр-ва.Базовая цепь Т 5 строится по известным правилам, с ее помощью задаетсярабочая точка по постоянному току, атакже обеспечивается связь с предыдущим каскадом. При умножении частоты в четное число раз использованабазовая цепь, содержащая резисторы6 и 7, При умножении в нечетное число раз в базовую цепь Тдится напряжение смещения,базовая цепь не содержит элподачи смещения, 3 ил.Изобретение относится к радиотехнике и может быть использованов качестве источника гармоническихколебаний, в частности в системахсвязи.Цель изобретения - повьппение КПДна низких частотах рабочего диапазона.На фиг. 1 и 2 представлены принципиальная электрическая схема предлагаемого умножителя частоты для случаев умножения частоты соответственна в четное и нечетное число раз;на фиг. 3 - временные диаграммы егоработы.Умножитель частоты содержит входной фильтр 1, выходной Фильтр 2,полупроводниковый диод 3, конденсатор 4, транзистор 5. 20Умножитель частоты работает следующим образом,При подаче на вход умножителя час.таты колебаний с частотой У на конденсаторе 9 входного фильтра 1 25(фиг. 1) появляется синусоидальноенапряжение (Фиг. За), которое с дополнительного инверсного выхода входного Фильтра 1 через делитель напряжения, составленный из резисторов 6 ЗОи(фиг. 1), поступает на базу транзистора 5.Пад действием напряжениячерезкатушку 8 индуктивнасти течет так(Фиг. Зб). Первую .четверть периода Твходных колебаний ток 1 п (гаризон 35тальная штриховка на Фиг. Зб) протекает через полупроводниковый диод 3,создавая весьма майое по величиненапряжение 0 О (Фиг, Зв) отрица, тельной полярности на зажимах 10 и .11,Поэтому несмотря на то, что в этовремя на базу транзистора 5 поступаетположительное напряжение, он закрытотрицательным напряжением а 1 р 1прикладываемым к коллектору. Во вта 45рую четверть периода ток хи (вертикальная штриховка на фиг. Зб) протекает через транзистор 5, создаваяпри этом незначительное по величинеположительное напряжение ао50(фиг. Зв) на зажимах 10 и 11, котороезапирает полупроводниковый диод 3.Во вторую паловину периода Т ток 1(наклонная штриховка на фиг. Зб) протекает через конденсатор 4, создаваяна нем напряжение Б, (Фиг, Зв),В это времяполупроводниковый диод 3закрыт положительным напряжением.,р., , а транзистор 5 - отрицатель-ным напряжением 1, поступающим через резистивный делитель б инапряжения на его базу.,Таким образом, на вход выходногофильтра 2 поступает напряжение 0,(фиг. Зв, сплошная линия), в спектрекоторого содержатся высшие гармоники.Под действием напряжения а , черезвходную цепь выходного фильтра 2 течет так М-й гармоники (Фиг. Зг, гдекоэффициент умножения М принят равнымдвум) и на выходе выхоцного фильтра 2направляется напряжение умноженнойчастоты,Конденсатор 4, полупроводниковыйдиод 3 и транзистор 5 в совокупностипредставляет собой нелинейный двухполюсник, через зажимы 10 и 11 которого в установившемся режиме протекает заряд а (пунктир на фиг, Зд),равный сумме зарядов а и а а наего зажимах 10 и 11 создается напря,жение(пунктир на фиг. Зв),Форму которого можно объяснить следующим образом, В предлагаемом умножителей частоты полупроводниковыйдиод 3 и транзистор 5 выполняют функ,ции управляемого ключа с двухсторан 1ней проводимостью, В первую половинупериода Т ключ замкнут, и падениенапряжения ана нем близко к нулю.Во вторую половику периода Т ключразомкнут, и заряд я (пунктир нафиг. Зд) протекает через конденсатор 4Так как напряжение на конден-саторе 4 пропорционально заряду, тонапряжение Ь о(пунктир на фиг. 2 в)сохраняет Форму заряда, т.е. работаетв таком же режиме, в каком работаютпри умножении частоты диоды с накоплением заряда, позволяющие получатьаКПД умножителя, близкий к 1007. Однако при понижении частоты диоды снакоплением заряда начинают вестисебя как выпрямительные диоды, Поэтому введение в схему умножителятранзистора 5, обеспечивающего протекание тока в другом направлении, способствует сохранению такага режимар бОты;. При катаром через зажимы10 и 11 гратекают таки 1 Й х., несодержащие постоянную составляющую,поэтому мощность последней равнанулю, чта способствует павьппениюК 1 ТД,Конденсатор 4 используется какэлемент, не вносящий потери и создаю.щий искаженную форму напряжения ,(0,р.на Фиг. Зв). При этом чем больше емкость С конденсатора 4 тем больше амплитуда импульсов напря. жения, тем больше мощность на выходе умножителя,Базовая цепь транзистора 5 строится по известным правилам, с ее помощью задается рабочая точка пс постоянному току, а также обеспечивается связь с предыдущим каскадом. Например, при умножении частоты в четное число раэ (Фиг. 1) использована базовая цепь, содержащая резисторы 6 и 7.При умножении частоты в нечетное число раз в базовую цепь транзистора 5 вводитсяпостоянное напряжение смещения (Фиг. 2), при этом базовая цепь не содержит элементов для подачи смещения. Необходимость подачи напряжения смещения объясняется следующим. При отсутствии смещения импульсы напряжения1 о(Фиг. Зв) 25 имеют угол отсечки 90 и поэтому в его спектре содержатся, помимо первой, только четные гармоники, что свидетельствует о невозможности умножения частоты в нечетное число раз. Если на базу транзистора 5 подать30 . напряжение смещения, то угол отсечки изменится и импульсы напряжениябудут по длительности больше или меньше половины периода, Это приведет в появлению нечетных гармоник в спектре напряжения Ь и, следовательно, через выходной фильтр 2, выполненный, например, в виде последовательного контура, настроенного на нечетную гармонику, потечет ток, что свидетельствует об умножении частоты в нечетное число раз.Ф о р м у л а изобретенияУмножитель частоты, содержащий входной фильтр, выходной Фильтр, полупроводниковый диод, который включен параллельно выходу входного фильтра и входу выходного фильтра. а также конденсатор, один вывод которого соединен с одним из электродов полупроводникового диода, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД на низких частотах рабочего диапазона, в него введен гранзистор, эмиттер и коллектор которого соединены с соответствующими нз электродов полупроводникового диода, а база транзистора соединена с дополнительным инверсным выходом входного Фильтра.1385242 Составитель Г. ЗахарченкоЕ. Копча Техред М.Ходанич Корректор О. Кравцова едакт каз 1419/ но Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная 1 Тираж 9228ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушс Подпимитета ССткрытийя наб., д