DE729192C - Schaltung zur Frequenzverdreifachung mittels eines verzerrenden, nichtlinearen Vierpoles - Google Patents

Schaltung zur Frequenzverdreifachung mittels eines verzerrenden, nichtlinearen Vierpoles

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Publication number
DE729192C
DE729192C DEL100573D DEL0100573D DE729192C DE 729192 C DE729192 C DE 729192C DE L100573 D DEL100573 D DE L100573D DE L0100573 D DEL0100573 D DE L0100573D DE 729192 C DE729192 C DE 729192C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
frequency
circuit
linear
harmonic
fundamental frequency
Prior art date
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Expired
Application number
DEL100573D
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Werner Benz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AEG AG
Original Assignee
AEG AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AEG AG filed Critical AEG AG
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Application granted granted Critical
Publication of DE729192C publication Critical patent/DE729192C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B19/00Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source
    • H03B19/16Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source using uncontrolled rectifying devices, e.g. rectifying diodes or Schottky diodes

Description

  • Schaltung zur Frequenzverdreifachung mittels eines verzerrenden, nichtlinearen Vierpoles Zur Erzielung einer bestimmten Harmonischen aus einer Grundfrequenz ist es bekannt, die Grundfrequenz in einem nichtlinearen Vierpol (z. B. einer Brückenschaltung, bei der zwei nicht aneinanderstoßende Brückenarme aus spannungsabhängigen, die beiden anderen Arme aus konstanten Widerständen bestehen, deren Größe gleich dem Wert der veränderlichen Widerstände bei einer mittleren Spannung ist) zu verzerren und die gewünschte Harmonische mittels eines entsprechenden Schwingungskreises bzw. Filters aus der Vielzahl der bei der Verzerrung insgesamt entstehenden Harmonischen auszusieben. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß für jede Harmonische ein besonderer Schwingungskreis bzw. ein besonderes Filter erforderlich ist und daß beispielsweise :bei Änderung der Grundfrequenz die Abstimmung des für die betreffende Harmonische vorgesehenen Schwingungskreise geändert bzw. das Filter ausgewechselt werden muß.
  • Die diese Nachteile vermeidende Erfindung r)ezieht sich auf eine Schaltung zur Frequenzverdreifachung mittels eines verzerrenden,-nichtlinearen Vierpoles. Erfindungsgemäß ist der Abgleich des Vierpoles derart gewählt, daß sich eine Ausgangsspannungs (u2)-Eingangsspannungs (acl)-Kennlinie ergibt, die in einem bestimmten Aussteuerbereich etwa der Funktion genügt, -,vorin h eine Konstante bedeutet. Die Erfindung bringt folgende Vorteile mit sich: , Erstens fällt bei nicht zu hoher Anforderung an die Reinheit der dritten Harmonisehen (z, B. bei Zulässigkeit eines Klirrfaktors bis 20'1,) der Schwingungskreis bzw. das Filter zur Aussiebung dieser Harmonischen fort. Zweitens wird bei sehr hohen Anforderungen an die Reinheit der dritten Harmonischen der Aufwand an Siebmitteln insofern wesentlich geringer, als bei den bisher bekannten Anordnungen die gewünschte dritte Harmonische weitaus stärker auftritt als die Grundfrequenz und die unerwünschten Harmonischen. Drittens scann bei nicht zu hohen Anforderungen an die Reinheit der dritten Harmonischen diese Harmonische über einen sehr weiten Frequenzbereich, der praktisch nur von der Eigenkapazität der im Verzerrer verwendeten nichtlinearen Elemente abhängt, unabhängig von einer Änderung der Grundfrequenz erzielt werden.
  • Die Erfindung sei im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert.
  • Fig. z zeigt eine als Amplitudenbegrenzer an sich bekannte Brückenanordnung, wie sie in der Schaltung nach der Erfindung als V erzerrerv ierpol Verwendung finden kann. Die Brücke enthält in gegenüberliegenden Zweigen zwei gleiche Ohmsche Widerstände R bz.w. zwei in ihrem Widerstandsverhalten gleiche nichtlineare Widerstände G, die aus der Parallelschaltung zweier gleicher Gleichrichter, z. B. Selengleichrichter, mit entgegengesetzter Durchlaßrichtung bestehen können. Der einen Diagonale dieser Brücke wird die Grundfrequenzspannung u1 zugeführt, der anderen Diagonale die Verbraucherspannung 2c., d. h. die dritte Harmonische der Grundfrequenz, entnommen.
  • Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung sei im folgenden auf die Fig. z und 3 Bezug genommen.
  • In Fig. = ist die Strom(i)-Spannungs(Lt)-Kennlinie eines Selengleichrichters, wie er beispielsweise in den nichtlinearen Widerständen G verwendet werden kann, dargestellt. Verlängert man den gradlinigen Teil dieser Kennlinie bis zum Schnitt mit der Abszissenachse, so stellt der Kotangens des Neigungswinkels dieser Geraden gegen die Abszissenachse einen gedachten Widerstand Rg = cotg a dar.
  • Wählt man nun den Widerstand R - Rg, so wirkt die Abordnung nach Fig. i in bekannter Weise als Amplitudenbegrenzer, wobei für die Abhängigkeit der Augenblickswerte der Ausgangsspannung u. von denen der Eingangsspannung itl die Kurve I der Fig.3 gilt.
  • Wählt man R größer als Rg, so werden die vorher horizontalen Teile der Kurve I fallend, und man erhält für einen bestimmten Wert von R beispielsweise die Kurve 1I. Man kann nun durch geeignete Auswahl der nichtlinearen Widerstände G und der linearen Widerstände R eine solche Form der Kurve II erreichen, daß sich für eine bestimmte Amplitude einer rein sinusförmigen Eingangsspannung u1 (vgl. Kurve III) eine Ausgangsspannung u2 ergibt, die (vgl. Kurve IV) mit sehr guter Annäherung die dreifache Frequenz der Eingangsspannung ui besitzt, wie dies in den Kurven der Fig.3 veranschaulicht ist, bei denen für die Kurven III und IV derselbe Zeitmaßstab gewählt ist.
  • Im folgenden sei die Wirkung der Schaltung nach der Erfindung unter Bezugnahme auf diese Kurven rechnerisch untersucht: Die Kennlinie Il der Fig. 3 genüge in einem bestimmten Aussteuerbereich der Gleichung 7c., = K' zil - K 2r. (i) Es sei nun zrl = U sin x , (2) wobei 7=v)t+(pundoj =_27sf; aus (z) und (2) ergibt sich as==Ii'Usina.-KU3sin3u oder für den speziellen Fall d. h. man erhält in diesem Fall nur die dritte Harmonische der Grundfrequenz. Nimmt man beispielsweise die Amplitude der Grundschwingung U = i an, so wird und damit erhält man für die Kennlinie 1I in Fig. 3 die Gleichung In der praktischen Ausführung wird nun die durch die vorstehende Gleichung dargestellte Kurve nicht streng erreicht werden können. Jedoch kann durch geeignete Wahl der linearen und nichtlinearen Widerstände des Verzerrers zum mindesten in einem bestimmten Aussteuerbereich eine so gute Annäherung an diese Kurve erreicht werden, daß die erstrebte Wirkung in ausreichendem Maße eintritt.
  • Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die Verwendung der dargestellten Brückenanordnung als Verzerrervierpol beschränkt; vielmehr können an Stelle dieser beliebige andere als Amplitudenfilter an sich bekannte Anordnungen vom Brückentyp verwendet werden. Innerhalb dieser Brücke ist es selbstverständlich auch nicht erforderlich, daß das Widerstandsverhältnis der gegenüberliegenden Brückenzweige r - r ist. Unter Umständen kann es auch vorteilhaft sein, die nichtlinearen Widerstände mit einer negativen Vorspannung zu versehen. Ferner besteht die Möglichkeit, daß man mehrere solcher ztfr Erzielung der dritten Harmonischen geeigneter Verzerreranordnungen, die gegenseitig aufeinander abgestimmt sind, in Reihenschaltung verwendet und auf diese `'eise die 9., 27. usw. Harmonische erzielt.
  • Die Erfindung kann mit besonderem Vorteil beispielsweise bei Schwebungssummern angewendet werden. Bei diesen ist es zur Vermeidung des störenden Mitnahmeeffektes bekannt, in der Mischstufe die 2. bzw. 3. Harmonische der Grundfrequenzen der beiden Sender zur Schwebung zu bringen. Dabei wurde bisher im allgemeinen die Frequenz des die 2. Harmonische liefernden Senders verändert, während die des anderen fest blieb. Bei einer Frequenzänderung mußte daher der auf die 2. Harmonische abgestimmte Schwingungskreis jeweils mitverändert werden. Bei Anwendung der Erfindung auf diese Sehwebungssummer wird nun der Sender, dessen 2. Harmonische verwendet wird, festgelassen und der andere Sender veränderlich gemacht, wobei die 3. Harmonische dieses Senders nach der Schaltung gemäß der Erfindung erzeugt wird. Dann fällt die Veränderung des Schwingungskreises. wie sie bisher üblich war, weg, da man bei der Erfindung zur Erzielung der 3. Harmonischen ohne Siebmittel bzw. Schwingungskreise auskommt.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: r. Schaltung zur .Frequenzverdreifachung mittels eines verzerrenden, nichtlinearen Vierpoles in Brückenanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgleich des Vierpoles derart gewählt ist, daß sich eine Ausgangsspannungs(z(2)-Eingangsspannungs (ul)-Kennlinie ergibt, die in einem bestimmten Aussteuerbereich etwa der Funktion genügt, worin k eine Konstante bedeutet.
  2. 2. Schaltung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die im Vierpol enthaltenen, nichtlinearen Widerstände (G) aus dQr Parallelschaltung zweier Selengleichrichter mit entgegengesetzterDurchlaßrichtung bestehen. 3. Anwendung der Schaltung nach Anspruch r zur Erzielung der 9., 27. usw. Harmonischen einer Grundfrequenz gekennzeichnet durch die Reihenschaltung mehrerer gegenseitig aufeinander abgestimmter Schaltungen nach Anspruch t. q.. Anwendung der Schaltung nach Anspruch z in Schwebungssummern, bei denen in bekannter Weise zur Vermeidung des Mitnahmeeffektes in der Mischstufe die 2. bz-,v.
  3. 3. Harmonische der Grundfrequenz der beiden Hochfrequenzsender zur Schwebung gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die 3. Harmonische mittels einer Schaltung nach. Anspruch z aus der Grundfrequenz des einen Senders gewonnen und letztere Frequenz veränderlich gemacht wird, während die Grundfrequenz des ,anderen die 2. Harmonische liefernden Senders fest bleibt.
DEL100573D 1940-04-10 1940-04-11 Schaltung zur Frequenzverdreifachung mittels eines verzerrenden, nichtlinearen Vierpoles Expired DE729192C (de)

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DE (1) DE729192C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2850289A1 (de) * 1977-11-21 1979-05-23 Western Electric Co Signalgenerator fuer dritte harmonische

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2850289A1 (de) * 1977-11-21 1979-05-23 Western Electric Co Signalgenerator fuer dritte harmonische

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