Умножитель частоты

(5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНА ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ хом тотора. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР 10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(54)(57) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий дифференциальный усилитель,к инвертирующему входу которогоподключена одна из точек соединениявстречно-параллельно включенныхдиодов, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью обеспечения возмоности изменения коэффициента умножения, введены компаратор, первый ивторой весовые сумматоры, потенциометр, один вывод которого подключен к общей шине, а отвод которогоподключен к первому входу компаратора, источник опорного напряжения,потенциальная шина питания которогочерез введенный ключ соединена спервыми входами первого и второговесовых сумматоров и вторым выводомпотенциометра, а выходы первого ивторого весовых сумматоров соединенысоответственно с другой точкой соединения встречно- параллельно включенных диодов и неинвертирующим входомдифференциального усилителя, вторыевходы первого и второго весовыхсумматоров соединены со вторым вдом компаратора и являются входоумножителя частоты, третьи входыпервого и второго весовых суммаров подключены к выходу компара11648Изобретение относится к области .радиотехники и может быть использовано при проектировании умножителей частоты гармонических колебаний с переменным коэффициентом умножения.Цель изобретения - обеспечение воэможности изменения коэффициента умножения.На фиг. 1 приведена функциональная электрическая сХема умножителя 1 О частоты; на фиг. 2-5 - эпюры токов и напряжений на некоторых элементах умножителя частоты при коэффициенте умножения пять, три, четыре и два соответственно. 15Умножитель частоты содержит компаратор 1, источник 2 опорного напряжения, первый и втророй весовые сумматоры 3 и 4, встречно-параллель. но включенные диоды 5 и б,дифференци- щ альный усилитель 7,ключ 8,потенциометр 9.При этом первый и второй весовые сумматоры 3 и 4 состоят из первого, второго и третьего переменных резисторов 10-12.Умножитель частоты работает следующим образом. При коэффициенте умножения частоты 5 ключом 8 отключают источник 2. На вход умножителя частоты (фиг. 1) по 30 дают гармоническое колебание. Компаратором 1 из этого колебания формируется прямоугольный импульсный сиг - нал со скважностью 2, который суммируется в первом весовом сумматоре 3 35 и втором весовом сумматоре 4 в противофазе с входным сигналом. На выходе второго весового сумматора 4 появляется сигнал вида (фиг, 2 поз. 2), который подается на один 40 из входов дифференциального усилителя 7, на второй вход которого поступает выходной сигнал первого весового сумматора 3 (фиг. 2 поз. 1), предварительно прошедший нелинейный элемент, образованный встречно-параллельно включенными диодами 5 и 6, который искажает выходной сигнал определенным образом (фиг. 2 поз. 3), Соотношение амплитуд сигналов во 50 втором весовом сумматоре 4 выбирается таким, чтобы при вычитании сигналов (фиг. 2 поз, 2 и 3) на выходе дифференциального усилителя 7 компенсировались импульсные сигналы и пер вые гармоники гармонического сигнала (фиг2 поз. 4) и искаженного сигнала (фиг. 2 поз. 5), оставляя только продукт искажения вносимый встречно-параллельно включенными диодами 5 и 6, напряжение которого в . данном случае преимущественно содержит напряжение пятой гаромоники умножаемого сигнала (фиг, 2 поз. 6), так как соотношение амплитуд сигналов в первом весовом сумматоре 3 (фиг, 2, поз. 1) выбирается из условия наименьших искажений умноженного сигнала.Лня установления коэффициентов умноженил частоты 3 достаточно установить соотношение амплитуд сигналов в первом весовом сумматоре 3 (фиг.3, поз. 1), что влечет за собой изменение характера искажения суммарного сигнала при прохождении им встречно- параллельно включенных диодов 5 и 6 на один из входов дифференциального усилителя 7 (Фиг. 3, поз. 2), на второй вход которого поступает сигнал с выхода второго весового сумматора 4. Соотношение амплитуд суммирующих сигналов в нем выбирают таким как показано на (Фиг. 3, поз, 3), чтобы на выходе дифференциального усипителя 7 компенсировались импульсные сигналы и первые гармоники гармонического (Фиг. 3 поз. 4) и искаженного сигнала (фиг. 3, поз. 5) оставляя только продукт искажения, напряжение которого в данном случае содержит напряжение третьей гармоники умножаемого сигнала (фиг. 3 поз. 6). Для установления коэффициента умножения частоты 4, необходимо включить ключ 8, установить с помощью потенциометра 9 порог срабатывания таким, при котором компаратор 1 формирует прямоугольный импульсный сигнал со скважностью 8/5, который суммируется в первом весовом сумматоре 3 и втором весовом сумматоре 4 в противофазе с входным сигналом и напряжением источника 2. На выходе второго весового сумматора 4 появляется сигнал вида (фиг. 4 поз.2), который подается на один из входов дифференциального усилителя 7, на второй вход которого поступает выходкой сигнал первого, весового сумматора 3, предварительно прошедший встречно-параллельно включенные диоды 5 и 6, который искажает указанный сигнал (фиг. 4, поз. 3). Соотно шение амплитуд сигналов во втором3 1164весовом сумматоре 4 выбирается таким,чтобы при вычитании сигналов(фиг. 4, поз. 2 и поэ. 3) на выходедифференциального усилителя 7 компенсировались постоянные составляющие этих сигналов, импульсные сигналы и первые гармоники гармонического (фиг, 4, поз. 4) и искаженногосигналов (фиг. 4, поз, 5) оставляятолько продукт искажения, вносимый 10встречно-параллельно включеннымидиодами 5 и 6, напряжение которогов данном случае преимущественно содержит напряжение четвертой гармоники умножаемого сигнала (фиг. 4,поз. 6), так как соотношение амплитуд и скажность сигналов в первомвесовом сумматоре 3 (фиг. 4 поз. 1)выбирается из условия наименьшихискажений умножаемого сигнала,20Для установления коэффициента умножения частоты 2, необходимо опомощью потенциометра 9 установитьуровень порога срабатывания компаратора 1 выше амплитуды входногосигнала так, чтобы компаратор 1 несрабатывал, вследствие чего на выходе первого и второго весовых сумматоров 3 и 4 появляется сумма из входного сигнала и постоянного напряже 30ния источника 2 и компаратора 1. Выходной сигнал второго весового сумматора 4 (фиг. 5 поэ. 2) пддаетсяна один из входов дифференциальногоусилителя 7, на другой вход которогопоступает сигнал с выхода первого 35весового сумматора 3 (фиг. 5 поз. 1),прошедший встречно-параллельно включенные диоды 5 и 6 и исказившись определенным образом (фиг, 5 поз. 3).Величина амплитуды входного сигналаи напряжения источника 2 во втором 8594весовом сумматоре 4 выбирается так, чтобы при вычетании сигналов (фиг.5поз, 2 и 3) на выходе дифференциального усилителя 7 компенсировались постоянные составляющие этих сигналов и первые гармоники гармонического (фиг. 5 поз. 2) и искаженного сигнала (фиг. 5 поз3), оставляя только продукт искажения, вносимый встречно-параллельно включенными диодами 5 и 6, напряжение которого в данном случае содержит напряжение второй гармоники умноженного сигнала(фиг. 5 поз. 4), так как соотношение амплитуд сигналов в первом весовом сумматоре 3 (фиг. 5 поз, 1) выбирается из условий наименьших искажений умноженного сигнала.Для уменьшения уровней амплитуд гармонических составляющих умноженно.го сигнала, следует применить диодысо специально подобранными одинаковыми вольтамперными характеристикамиили проводить симметрирование их пу-:тем установки на выходе первоговесового сумматора 3, такого соотношения уровней переменного и постоянного напряжения, чтобы на выходевстречно-параллельно включенных диодов 5 и 6 скомпенсировать неидентичность их вольтамперных характеристик,проявляющуюся в нарушении симметричности относительно оси времени сигналов при установке коэффициентовумножения частоты 5 и 3. Таким образом, предлагаемый умно житель частоты позволяет простыми средствами реализовать изменение коэффициента умножения частоты в широ ком диапазоне частот входного сигнала.