DE1766892C - Frequency multiplier - Google Patents
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Description
ein auf die jeweilige Harmonische der Grundfre- kreis eingeschaltet ist. ^ the basic circuit is switched on for the respective harmonic. ^
quenz abgestimmter Serienresonanzkreis (Ii. 12) 15 Der Übergang/u einer Rechteckspannung gieicxu sequence tuned series resonance circuit (Ii. 12) 15 The transition / u of a square wave voltage gieic xu
eingeschaltet ist. Siromflußwinkels, aber konstanter, durch aic r,,-is switched on. Sirom flow angle, but more constant, through aic r ,, -
2. Frequenzveivielfacher nach Anspruch 1. da- iriehsspanr.ung gegebener Impulshohe. ergibi den
durch >v kennzeichnet. daÜ der erste Transistor >5) tei! einer konstanten Ausgangsspannung /usat/Ui,
über eine Zweiwegdcichriehterschaltung (16. 17) erhält man im Vergleich zu den obengenannten Su,.!-
angesteuert ist. " tunsien eine gröiiere 1 reiheit in der Wahl des Su,",-2. Frequency multiplier according to claim 1. da- iriehsspanr.ung given pulse height. give the
marked by> v. that the first transistor> 5) part! a constant output voltage / usat / Ui, via a Zweiwegdcichriehterschaltung (16. 17) is obtained in comparison to the above-mentioned Su,.! - is driven. "Tunisia has a greater 1 freedom in the choice of the Su," -
3 Frequenzvervieifacher nach Anspruch 1 oder2, fluüvvinkels, da es immer mehrere Tastverhältnis ■-■■ dadurch gekennzeichnet, daß im Eingangskreis des einem optimalen Ciehalt an der «-ten Oberwelle vh; 3 frequency multiplier according to claim 1 or 2, fluüvvinkels, since there are always several pulse duty factors ■ - ■■ characterized in that in the input circuit of the an optimal Ciehalt at the «th harmonic vh ;
ersten Transistors <5i ene Diode (6) zur Kompen- Ferner ist die Ausgangsspannung vom hing,*!;.,first transistor <5i ene diode (6) for compensation. Furthermore, the output voltage is from the hang, *!;.,
sa'on der Schwellwertspannung des ersten Tran- pegel weitgehend unabhängig. Die Anstiegs- unu \h-sa'on largely independent of the threshold voltage of the first level. The rise unu \ h-
sisiors (5) liegt. »5 fallzeiten der Rechteckimpulse am Ausgang ^i-.C. sisiors (5). »5 fall times of the square-wave pulses at the output ^ i-.C.
4. Frequenzvervielfacher nach einem der vorher- kleiner als eine Mikrosekunde, so daß ein derart,tvr gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daü Frequenzvervielfache·" bis zu Frequenzen von ! \il!,·4. Frequency multiplier after one of the previous less than a microsecond, so that such a, tvr going claims, characterized in that frequency multiples · "up to frequencies of! \ il!, ·
beide Transistoren (5, 9) über eine Diode (8) mit- angewendet werden kannboth transistors (5, 9) can also be used via a diode (8)
einander verbunden sind. Bei der Erzeugung eeradzahliger Oberwellen, ni:he-are connected to each other. When generating eeven-numbered harmonics, n i: he-
30 sondere einer Oberwelle mit der doppelten Freq^ 1/30 special one harmonic with twice the freq ^ 1 /
der Grundwelle, ist es vorteilhaft, den ersten TranjMrof the fundamental wave, it is advantageous to use the first TranjMr
über eine Zweiweggleichrichterschaitung anzusteuern. F.ine weitere vorteilhafte Ausgestaltung, bei der dieto be controlled via a two-way rectifier circuit. F. Another advantageous embodiment in which the
Die Erfindung betrifft einen Frequenzverviclfacher Schwellwerispannuna des ersten Transistors kompen-The invention relates to a frequency multiplier Schwellwerispannuna of the first transistor compensate
mit einem ersten stiomilußwinkelgesteuerten Tran- 35 sicrt werden kann, ergibt sich daduich, daß in demcan be sicrt with a first stiomilusswinkelcontrolled tran- 35, it follows that in the
sisior. bei dem in der Zuleitung zur Steuerelektrode ein Eingangskreis 'les ernten T ansistors eine Diode eir.ge-sisior. in which in the supply line to the control electrode an input circuit 'les harvest T ansistor a diode eir.ge-
ohmscher Widerstand und in seinem Eingangskreis schaltet ist.ohmic resistance and is switched in its input circuit.
außerdem e;n wechselstrommäßig überbrückter Wider- Der Frequenzvervielfacher kann auch dadurch iviehalso e ; n alternating current bridged resistance
stand angeordnet ist. verbessert werden, daß beide Transistoren über einestand is arranged. be improved that both transistors have a
Herkömmliche Frequenzvervielfacherschaltungen 4° Diode miteinander verbunden weiden,Conventional frequency multiplier circuits with 4 ° diode connected to each other,
mit einem Transistor oder einer Diode im C-Betrieb An Hand der Ausführungsbeispiele nach den F i g. 1with a transistor or a diode in C mode. Using the exemplary embodiments according to FIGS. 1
weisen eine starke Abhängigkeit der Ausgangsspan- und 2 sowie des Ersatzschaltbildes nach F i g. 3 undshow a strong dependency of the output voltage and 2 as well as the equivalent circuit according to FIG. 3 and
nung vom Eingangspegel auf, was in vielen Fällen uner- des Diagramms nach F 1 «. 4 wird die F.riindung näheion the input level, which in many cases is also reflected in the diagram according to F 1 «. 4 the binding is sewn
wünscht ist. erläutert.wishes is. explained.
So ist in der deutschen Auslegeschrift 1 IOD 090 eine 45 Der Frequenzvervielfacher nach F i g. 1 arbeile: \ueFor example, in the German Auslegeschrift 1 IOD 090 a 45 The frequency multiplier according to FIG. 1 arbeile: \ ue
Frequenzvervielfachersehaltung beschrieben, die zwar folgt:Frequency multiplier maintenance described, which follows:
mit Siromflußwinkelsteuerung arbeitet, wobei auch Von der Sekundärseile des auf die Frequenz /abgebei dieser Schaltung eine automatische Vorspannung stimmten Übertragers 1 gelangt die sinusförmige Spanvorhanden ist, die dafür sorgt, daß der Slromtkißwinkel nnng der Frequenz / auf die Basis des Transistor^ 5. stets konstant bleibt. Da aber die sinusförmigen Kup- 50 Der durch die Basis-Emitter-Diode entstehende Riciupen unmittelbar zur Ausbeute für entsprechende Ober- strom erzeugt an der in Reihe dazu liegenden ÄC-Komwellen dienen, durch die Spannungsschvvankung am bination 2, 3 eine automatische Vorspannung, die. wie Eingang aber auch die Amplitude dieser sinusförmigen später gezeigt wild, mit wachsender Eingangsspan-Kuppen schwanken kann, kann am Ausgang dieser nungsamplitude ebenfalls zunimmt, so daß der Strom-Schaltung keine konstante Spannung einer bestimmten 55 ftußwinkel konstant bleiot. Die über den Widerstand 7 Oberwelle erhalten werden. in Flußrichlung vorgespannte ~\iode 6 kompensiert Eine andere Anordnung ist in der USA.-Patent- die Schwellspannung und den Temperaturgang des schrift 3 188 496 beschrieben. In dieser Anordnung ist Transistors 5. Der Stromflußwinkel kann in geeigneter zwar ein Transistor vorhanden, der von einer sinus- Weise durch das Verhältnis der beiden Widerstände2,4 förmigen Spannung angesteuert wird. Die negativen 60 festgelegt werden. Der Transistor 9 ist über die Diode 8 Halbwellen dieser sinusförmigen Spannung steuern an den Kollektor des Transistors 5 angekoppelt und den Transistor durch, so daß auch hier eine rechteck- arbeitet als gesättigter Schalter. An dem Widerstand 10 förmige Spannung entsteht. Da aber bei dieser Anord- liegt dann eine Rechteckspannung, deren Tastverhältnung keine automatische Vorspannung vorgesehen ist, nis durch den Stromflußwinkel des Basisstromes des sondern die Vorspannung über die Batterien 18 und 19 65 Transistors 5 bestimmt una somit konstant ist. Die fest eingestellt ist, wird der Stromflußwinkel bei dieser Rechteckamplitude ist durch die Spannung an der Anordnung nicht konstant gehalten, so daß die Impuls- Zenerdiode 13 gegeben. Über den Kondensator 11 und breite am Ausgang variiert, abhängig von den Span- die Primärwicklung 12 des Übertragers 14, der alsworks with Sirom flow angle control, whereby also from the secondary ropes to the frequency / output This circuit has an automatic bias voltage of the correct transformer 1, the sinusoidal chip is present, which ensures that the current angle nnng the frequency / on the base of the transistor ^ 5. always remains constant. However, since the sinusoidal couplings are produced by the base-emitter diode directly to the yield for the corresponding overcurrent generated at the in-series AC com waves serve, through the voltage fluctuation at the bination 2, 3 an automatic preload, the. how Input but also the amplitude of this sinusoidal later shown wild, with increasing input span peaks can fluctuate, this voltage amplitude can also increase at the output, so that the current circuit no constant tension remained constant at a certain 55 foot angle. The resistor 7 Harmonic can be obtained. ~ \ iode 6 prestressed in the flow direction compensated Another arrangement is in the USA patent - the threshold voltage and the temperature response of the 3 188 496. In this arrangement, transistor is 5. The current conduction angle can be more suitable Although a transistor is present, which changes in a sinusoidal manner by the ratio of the two resistors 2.4 shaped voltage is controlled. The negative 60 are set. The transistor 9 is via the diode 8 Half-waves of this sinusoidal voltage control coupled to the collector of transistor 5 and the transistor through, so that here, too, a square-wave works as a saturated switch. At the resistor 10 shaped tension arises. But since with this arrangement there is then a square wave voltage, its duty cycle no automatic bias is provided, nis by the current conduction angle of the base current of the but the bias voltage across the batteries 18 and 19 65 transistor 5 is determined and thus constant. the is fixed, the current conduction angle at this square amplitude is determined by the voltage on the Arrangement not kept constant, so that the pulse Zener diode 13 is given. Via the capacitor 11 and width at the output varies, depending on the span the primary winding 12 of the transformer 14, which as
Serii'iikreis auf die n-te Oberwelle abgestimmt ist, kann die Frequenz η ■ f ausgekoppelt werden.The series circle is tuned to the nth harmonic, the frequency η · f can be decoupled.
für einen einfacher. Frequenzverdopplei empfiehlt es sich, den Eingang des Verstärkers über die in F i g. 2 gezeichnete Gegeiuaktanordnung, bestehend aus dem abgestimmten, mittelangezapften Übertrager 1 und den Dioden 16, 17, anzusteuern. Man erhält dann am Ausgang bereits eine Rechtcckspannung der Folgeirequcn/. 2 · /'. so daß zur Erzielung einer weitgehend nebenwcllenfreien Ausgangsspannung ein einziger Kreih im Ausgang genügt. Mit Hilfe des abgleichbaren Widerstandes iO laßt sich der Ausgangspegei am Paraüelkreis 11. 12 einstellen. Der Strumflußwinkel der Dioden 16, 57 wird durch die automatische Vorspannung am Kondensator 3 konstant gehalten. Durch den Spannungsteiler aus den Widerständen 2, 15 wird eine feste Vorspannung erzeugt, die die Schwellspannung der Dioden und des Transistors teilweise aufhebt.for an easier one. Frequency doubling recommends the input of the amplifier via the in F i g. 2 drawn counteracting arrangement, consisting of the matched, center-tapped transformer 1 and the To control diodes 16, 17. A rectangular voltage of the sequence signal / is then obtained at the output. 2 · / '. so that to achieve a largely secondary voltage-free output voltage, a single A row in the exit is enough. With the help of the adjustable Resistance OK can be the output level at the Paraüelkreis 11. Set 12. The flow angle of the Diodes 16, 57 are automatically biased held constant at the capacitor 3. By the voltage divider from the resistors 2, 15 is a Fixed bias voltage generated, which partially cancels the threshold voltage of the diodes and the transistor.
Mit Hilfe einer Gieichspanniingsm-'.ximummessung am Kondensator 3 läßt sich in einfacher Weise der Übertrager I auf die Eingangsfrequenz abgleichen.With the help of an equal voltage measurement The transformer I can be adjusted to the input frequency at the capacitor 3 in a simple manner.
In Fig. 3 ist die Eingangsschaltung des Vervielfachers nach F i g. 1 idealisiert angegeben. Die Steut.-spannung der Form U1 · coso1, wobei q als o> ■ t anzunehmen ist, erzeugt den Strom J1. Die Diode D habe den Sperrwiderstand 00, den Dmchlaßwiderstand 0 und keine Schwellspannung. Der Kondensator C sei genügend groß, so daß die Zeitkonstanien R1 ■ C bzw. Λ» · C groß gegenüber dem reziproken Wert der Kreisfrequenz ω sind. Jx ist in F i g. 4 darge-■ie!!!. q<0 ist der Stromflußwinkel. Dann gilt für den Strom:In Fig. 3 is the input circuit of the multiplier of Fig. 1 given idealized. The Steut. Voltage of the form U 1 · coso 1 , where q is to be assumed as o> ■ t , generates the current J 1 . The diode D has the blocking resistance 00, the blocking resistance 0 and no threshold voltage. Let the capacitor C be large enough so that the time constants R 1 ■ C or Λ »· C are large compared to the reciprocal value of the angular frequency ω. J x is in FIG. 4 shown ■ ie !! ! . q < 0 is the current conduction angle. Then applies to the current:
./, — A (cos φ — cos qc) für — q>n < ψ < -f q0 Der lineare Mittelwert des Stromes J0 ergibt sich zu:./, - A (cos φ - cos q c ) for - q> n <ψ <-f q 0 The linear mean value of the current J 0 results from:
Die Amplitude der Ein, ^spannung hat den Wert ■ L', .: (.„ · A ·(! cosy,,) · R; The amplitude of the input voltage has the value L ',.: (. „· A · (! Cozy ,,) · R;
folgt:follows:
O1,O 1 ,
COS 7,COS 7,
■ Al'■ Al '
cos 7,cos 7,
i „ A i " A
R,R,
Setzt man für L0 den ,· bcn gefundenen Wert nr, erhält man:If one sets the bcn found value nr for L 0, one obtains:
i; ii; i
R1 ■' R 1 ■ '
Man sieht hier, daß der Stromflußwinkel r,„ von Verhältnis der beiden Widerstände abhangt. Lein Ersatz der idealen Diode durch e-ne reale mit exponc. neuer Kennlinie muß der Widerstand Ä, genügen:: groß gewählt weiden, um im Aussteuerbereich a^ reichend zu lincarisieren. Andererseits muß der Widerstand Rt kle.n genug gegen den Sperrwiderstand erIt can be seen here that the current flow angle r, “depends on the ratio of the two resistances. A replacement of the ideal diode by a real one with exponc. With a new characteristic, the resistance, must be sufficient :: chosen to be large in order to lincarise sufficiently in the modulation range. On the other hand, the resistance R t must be small enough against the blocking resistance er
Diode sein. .. ,Be a diode. ..,
Der Übergang von Cosinuskuppen zu den Kccnseckimpulsen ist ebenfalls in F . g. 4 zu sehen Die Amplitude der η-ten Oberwelle ergibt sich nach rouncrThe transition from cosine peaks to the corner pulses is also in F. G. 4 to see the amplitude the η-th harmonic results from rouncr
IUnIUn
sinsin
Der Stromflußwinkel wird optimal für:The current flow angle is optimal for:
TVr,TVr,
j J^f)j J ^ f)
-.- K ■ π-.- K ■ π
(sin ^0 -<?;„■ cos 7·,,) K - 0, 1, 2(sin ^ 0 - <?;"■ cos 7 · ,,) K - 0, 1, 2
Am Kondensator C üegl dann die Vorspannung:At the capacitor C üegl then the bias voltage:
A U0 - R1 ■ J0 ----- R1 ■ --- (sin τ-,, — ^0 cos 9,,) AU 0 - R 1 ■ J 0 ----- R 1 ■ --- (sin τ- ,, - ^ 0 cos 9 ,,)
Γ7Γ7
Grundsätzlich ist es gut, den kleinsten möglichen Stromflußwinkel zu wählen (K -- 0), da hierbei kleine Änderungen am wenigsten, in die Oberwellenamplitude eingehen.Basically, it is good to choose the smallest possible current conduction angle (K - 0), since small changes are the least likely to affect the harmonic amplitude.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19681766892 DE1766892C (en) | 1968-08-07 | Frequency multiplier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19681766892 DE1766892C (en) | 1968-08-07 | Frequency multiplier |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1766892A1 DE1766892A1 (en) | 1971-09-02 |
DE1766892B2 DE1766892B2 (en) | 1973-02-15 |
DE1766892C true DE1766892C (en) | 1973-09-06 |
Family
ID=
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