Электронно-лучевой умножитель частоты

оюэ Советск кк оцналистнческкк ОП ИСАНИ ИЗОБРЕТЕН И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Республик)2722425/18 аявлено 06,02,79 с присоединением заявки РЙе (23) Приоритет -ударствеккнв квинтет делан изооретеннй О. Бюллетень М 47 блик вано 23.1 ублнкованн и открытки писания 25,12.80 та оИзобретение относится к электронной технике и может быть использовано,в частности в качестве высокостабильного источника гармонических колебаний для радиоизмеритепьной аппаратуры.Известен умножитель частоты, содержащий электроннолучевую трубку (ЭЛТ) с системой круговой развертки, маску, состоящую иэ прозрачных и непрозрачных секторов, накладываемую на. экран1 О трубки, фотоэлемент и формирователь. В трубке используется люминофор с коротким послесвечением. Вращающийся элекдронный луч генерирует световые импульсы, которые воспринимаются, уси-, ливаются и преобразуются в электрические импульсы фотоумножителем 11,.Недостатками известного умножителя частоты являются низкий КПД, обусловленный большими потерями сигнала, воз О никакнцими в процессе преобразования энергии электронного луча в световые импульсы, и последующего преобразова,. ния указанных световых импульсов в электрические импульсы либо гармонические сигналы; большие искажения выходного сигнала, также обусловленные двойным преобразованием энергии, которые приводят к тому, что выходной сигнал сильно отличается от монохроматического.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является умножитель частоты, содержащий ЭЛТ с системой круговой развертки, преобразователь электронного потока, выполненный в виде впрессованного в трубку кольца, обра,зованного торцами чередующихся прозрач ных и непрозрачных гибких световодов, формирователь и фотоэлементы, причем прозрачные световоды объединены вжгутов, каждый из которых оптически связан с соответствующим фотоэлементом а выходы фотоэлементов через формирователи и схему разделения подключены к выходному зажиму умножителя 1,21.Данному умножителю частоты присущи те же недостатки, что и описанному выше.790101 О,Ь 0Е 1 Х 45 50 55 5 тать, что амплитуда первой гармоники наведенного тока равна амплитуде первой гармоники конвекционного тока.Нетрудно показать, что для последовательности импульсов треугольной формы амплитуда первой гармоники наведенного тока минимальна, а цля последовательности прямоугольных импульсов- максимальна. Поэтому в наиболее часто встречающемся случае для последовательности импульсов трапецеицальной формы ее величина лежит в прецелах,Я 2. КПД умножителя оценивается слецующим образом. го:)оЕс-- "-(од-о,Ъ 2) где Т 1- мощность, развиваемая электронным потоком в контуре умножителя; Р - мощность, потребляемая отисточника питания Е Ц,Г - амплитуда напряжения наконтуре умножителя;- ток луча электронной пушки. Поскольку электронный поток взаимодействует с высокочастотным полем колебательной системы резонансного типа, то отношение Ц,/9 характеризующее эффективность использования ускоряющего напряжения, может достичь достаточно большой величины Тогда КПД умножителя лежит в пределах 01 Хс. ,оМ,Как следует из описания, в данном умножителе частоты используется прямое преобразование кинетической энергии электронов тока луча в энергию высокочастотных колебаний в отличие от известного, в котором используется двой ное йреобраэование энергии ( энергии электронного луча в световую и затем световой - в электрическую (в -фотоумно жителях). В результате потери энергии в предлагаемом умножителе частоты знаЧительно меньше, а следовательно, и выше КПД. Выходной сигнал умножителя частоты весьма близок к монохроматвческому, что также обусловлено отсутствием двойного преобразования энергии электронного потока. 5 1 О 15 20 25 30 35 40 6При большик коэффициентах умноженияумножитель частоты выгоцно отличаетсяот обычных ламповых и транзисторныхумножителей частоты, так как КПД этихумножителей убывает пропорциональнократности умножения, а КПД предлагаемого умножителя от нее не зависит, Так,при коэффициентак умножения больше50 КПД укаэанных умножителей частотына порядок ниже, чем КПД предлагаемогоумножителя частоты,Предлагаемый умножитель частоты позволяет получить на выходе сигнал, более.близкий по форме к синусоицальному, чемламповые и полупроводниковые умножители при больших кратностях умножения. Это объясняется тем, что в обычных умножителях происходит первоначально искажение тока основной частоты,ток становится богатым гармоническимисоставляющими, кратными умножаемойчастоте. Чем выше кратность умножения,тем труднее выделить нужную гармонику, Поэтому в обычных умножителяк выхоцной сигнал содержит не только гармонику нужной частоты, но и ослабленныев той или иной степени соседние гармоники.Ток луча в пространстве взаимодействия также содержит гармоникн,но ониоказываются разнесенными цруг от друга на величину, кратную коэффициентуумножения, и поэтому сильно ослабляются колебательным контуром, Это достоинство умножителя не противоречит физическому смыслу и объясняется тем, чтопополнение энергии в контуре осуществляется в каждый период высокочастотного напряжения (как в режиме усиления), тогда как в обычнык умножителяхпополнение энергии в контуре происходит один раз за несколько периодов. Так как данный умножитель частоты имеет достаточно высокий КПД и выходной сигнал близок к монохроматическому, он может быть наиболее эффективно применен в радиоизмерительной аппаратуре, в частности в аппаратуре, предназначенной для измерения флуктуаций. Использование в измерителях флуктуаций умножителя, обеспечивающего высокий КПД, позволяет вспользовать сигнал умноженной частоты без последующего его усиления, что снижает шумы изьерительного тракта и обеспечивает, в свою очередь, повышение чувствительности измерителя в целом. Если отверстия в первой металлической пластине распопожнть по1 О Составитель В, ЧижовРе акт ОМа е Тех Ф.Г инка К. Ю.Мака 5 ого комиттений и отк Раушская Подписноеа СССРытийб., д. 4/5 лиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4"7903 концентрическим окружностюе тодизменяя амплитуду умножаем" 6 итчрла, мож- но осуществить изменемВ 41 щеффуиеьра умножения, т. е, его элеМтрвннуо пррр- стройку.5 Формула изобретения Электроннолучевой умножитель частоты, содержащий электроннолучевую трубку с электронностатическим отклонениеМ луча, отклоняющие пластины которой сое динены с генераторами развертки, элект" ронная пушка и коллектор которой соединены с соответствующими источниками питания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения коэффициента гармоник, коллектор выполнен из двух Заказ 9053/55 . Тираж 99 ВНИИПИ Государствен по делам изобре 113035, Москва, Ж, 01 8металлических пластин, установленныхперпендикулярно оси электроннолучевойтрубки и соединенных с выводами катушки индуктивности, расположенноймежду металлическими пластинами, причем в одной из металлических пластинвыполнены равномерно по окружности отверстия, а на второй металлической пластине выполнены выступы, расположенныепротив отверстий первой металлическойпластины,Источники информации,принятые;во внимание при экспертизе1 МиИе С. ЕЕ ЬЯ 5 Сегл ЕицпеегпоТоЫац Очв чем Ререпсц 11 иЫрбагь1969, М 3.2. Авторское свидетельство СССР