DE1262368B - Frequenzvervielfacher - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H03b

Deutsche Kl.: 21 a4- 6/01

Nummer: 1262 368

Aktenzeichen: M 64481IX d/21 a4

Anmeldetag: 11. März 1965

Auslegetag: 7. März 1968

Die Erfindung bezieht sich auf Frequenzvervielfacher, die sich zur Erzeugung von Oberwellen einer nichtlinearen Reaktanz bedienen, insbesondere bezieht sie sich auf die Verwendung einer nicht abgestimmten Schaltung zur Bildung eines Weges für die nicht benutzten Oberwellenströme durch die nichtlineare Reaktanz.

Bei jedem Frequenzvervielfacher ist es zur Erreichung eines möglichst guten Wirkungsgrades erforderlich, daß keine Energie der Grundfrequenz im Belastungswiderstand und keine Energie der Ausgangsfrequenz am Innenwiderstand der Grundfrequenzquelle umgesetzt wird. Darüber hinaus müssen zur Erreichung einer maximalen Wirksamkeit im Betrieb von Frequenzvervielfachern die eine nichtlineare Reaktanz zur Erzeugung der Oberwellen benutzen und die ganzzahlige Oberwellen mindestens zweiter Ordnung erzeugen, Schaltmaßnahmen vorgesehen sein, die für die anderen Oberwellen, die sich von der ersten oder der Ausgangsoberwelle unterscheiden, einen Weg durch die nichtlineare Reaktanz gewährleisten, der verhindert, daß diese Oberwellen in dem Lastwiderstand oder dem Quellwiderstand umsetzen.

Bisher hat man solche Umgehungsschaltungen benutzt, die es nur bestimmten Harmonischen gestatten, die nichtlineare Reaktanz zu durchlaufen. Für jede nicht benutzte Oberwelle mußte ein abgestimmter Kreis vorgesehen sein, der für diese Frequenz einen Weg niedriger Impedanz, für andere Frequenzen dagegen eine hohe Impedanz darstellt. Diese abgestimmten Kreise erfordern mindestens zwei Schaltelemente und sind insbesondere für Oberwellen hoher Frequenz schwierig zu realisieren und kritisch in der Abstimmung.

Die Erfindung soll daher einen einfachen und wirtschaftlichen Frequenzvervielfacher schaffen, der nur einen einfachen Umgehungsweg für alle nicht benutzten Harmonischen benötigt; dieser soll unabgestimmt sein. Als ein weiteres Merkmal enthält die Schaltung einen Kondensator, der die nichtlineare Reaktanz überbrückt und einen Weg niedriger Impedanz für die durch die nichtlineare Reaktanz fließenden Ströme der unerwünschten Oberwellen bietet. Der Kondensator kann einstellbar sein, so daß er sich für maximale Wirksamkeit die Größe und Phase der Oberwellenströme einstellen läßt.

Die Erfindung ist durch die Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigt

F i g. 1 eine Blockschaltung der Erfindung und

F i g. 2 eine ausführlichere Darstellung der in F i g. 1 gezeigten Anordnung.

Frequenzvervielfacher

Anmelder:

Motorola, Inc., Franklin Park, JIl. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Görtz, Patentanwalt,

6000 Frankfurt, Schneckenhofstr. 27

Als Erfinder benannt:

Robert James Schultz, Aurora, JIl. (V. St. A.) - -

Der erfindungsgemäße Frequenzvervielfacher enthält eine nichtlineare Reaktanz, eine auf die angelegte Frequenz abgestimmte Eingangsschaltung und

as eine auf die vervielfachte Ausgangsfrequenz abgestimmte Ausgangsschaltung. Über die nichtlineare Reaktanz ist ein Kondensator geschaltet, der beispielsweise eine Varactordiode sein kann und einen Weg niedriger Impedanz für die nicht benötigten Oberwellen darstellt, die durch die Varactordiode fließen. Die Anordnung eines Kondensators als Weg niederer Impedanz für diese Oberwellenströme schafft einen hohen Wirkungsgrad bei einer minimalen Anzahl von Schaltelementen.

Nach F i g. 1 ist eine Wechselstromquelle 3 über ein Filter 5, das alle Harmonischen der Grundfrequenz außer dieser selbst dämpft, an die Varactordiode 8 angekoppelt. Diese wiederum ist mit dem Verbraucher 12 über das Filter 11 verbunden, das alle Frequenzen unterhalb der Ausgangsoberwelle dämpft. Die Filter 5 und 11 sorgen gleichfalls für die Anpassung der Eingangsquelle und der Belastung an den Frequenzvervielfacher. Filter 9 ist eine Bandsperre, die die Ausgangsoberwellen und höheren Frequenzen nicht durchläßt. Die Umgehungsschaltung? ist nicht abgestimmt und stellt einen Weg niedriger Impedanz für die durch die Varactordiode 8 erzeugten Oberwellen dar.

Im Betrieb fließen die Grundwellenströme von der Frequenzquelle 3 durch das Filter 5, die Varactordiode 8, das Filter 9 und zurück zur Quelle 3. Die durch die Varactordiode erzeugten Oberwellen mit

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Ausnahme der Ausgangsharmonischen schließen von der nichtlinearen Reaktanz 8 durch das Filter 9, die Umgehungsschaltung 7 und zurück zur Varactordiode. Die Ausgangsoberwellenströme, die der Varactordiode entstammen, fließen durch das Filter 11, den Verbraucher 12 und kehren über die Umgehungsschaltüng 7 zur Varactordiode 8 zurück.

Nach Fig. 2 wird die zu vervielfachende Eingangsfrequenz der Vervielfacherschaltung über die Eingangsklemme 16 zugeführt. Das. Eingangsnlter 5 nach F i g. 1 besteht aus den variablen Kondensatoren 17 und 18 und der Induktivität 20 und ist auf die Grundfrequenz abgestimmt. Die Varactordiode 8 ist für die Grundwelle und die nicht erwünschten Oberwellen über den Tiefpaßzweig der Weiche 24 an Masse gelegt. Diese koppelt über ihren Hochpaßzweig die in der Varactordiode 23 erzeugte Ausgangsoberwelle an die Last. Die Weiche 24 vereinigt die Funktionen des Filters 11 und des Bandsperrfilters 9 der F i g. 1. Der variable Kondensator 21 liegt vom Eingang der Varactordiode 8 nach Masse und stellt einen Weg niedrigen Widerstandes für die nicht benötigten Oberwellen dar, die in der Varactordiode 23 entstehen. Diese Oberwellen fließen durch den Ausgangsabstimmkreis 24 nach Masse und kehren über den Kondensator 21 zur Varactordiode 23 zurück. Der Kondensator 21 läßt sich für einen maximalen Ausgangswirkungsgrad einstellen und bildet für keine der nicht benötigten Oberwellen eine Resonanz.

Der erfindungsgemäße Frequenzvervielfacher ersetzt somit die kritischen abgestimmten Wege für die nicht benötigten Oberwellenströme durch emen einstellbaren Kondensator. Der Vervielfacher ist sehr einfach im Aufbau und leicht einzustellen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Frequenzvervielfacher zur Bildung von ganzzahligen Oberwellen aus einer ihm zugeführten Grundfrequenz mit einer nichtlinearen Reaktanz und einer diese an eine Wechselstromquelle ankoppelnden Eingangsschaltung, die die Oberwellen der Grundfrequenz stärker als die erste Harmonische dämpft, mit einer Ausgangsschaltung, die die Reaktanz an eine Last ankoppelt und die unterhalb der gewünschten Ausgangsoberwelle liegenden Harmonischen dämpft, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsschaltung als Weiche ausgebildet ist, über-, deren Hochpaßzweig der Verbraucher angeschlossen ist und über deren Tiefpaßzweig die unterhalb der gewünschten Ausgangsoberwelle liegenden Harmonischen nach Masse kurzgeschlossen werden, von wo diese über eine nicht abgestimmte Umgehungsleitung auf die Eingangsseite der nichtlinearen Reaktanz zurückgeführt werden.

2. Frequenzvervielfacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Reaktanz eine Varactordiode ist, und die nicht abgestimmte Umgehungsschaltung ein Kondensator.

3. Frequenzvervielfacher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des Kondensators, der die Umgehungsschaltung darstellt, einstellbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 1334 601,
516.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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