RU2013857C1

RU2013857C1 - Controllable harmonics former

Info

Publication number: RU2013857C1
Authority: RU
Inventors: Н.Д. Кузьмичев; В.В. Славкин
Original assignee: Мордовский государственный университет им.Н.П.Огарева
Priority date: 1990-09-10
Filing date: 1990-09-10
Publication date: 1994-05-30

Abstract

FIELD: radio engineering. SUBSTANCE: former has inductance coils 1-4, core 5, cryostat 6 and cooling agent 7. Former provides to widen spectrum of harmonics to be formed, as well as to control amplitudes of odd and even harmonics. EFFECT: widened spectrum of harmonics. 2 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для умножения частоты в радиоизмерительной аппаратуре. The invention relates to radio engineering and can be used to multiply the frequency in radio measuring equipment.

Известен умножитель частоты, содержащий входные и выходные катушки индуктивности, конденсаторы, два варикапа и колебательный контур [СЛ] . Однако этот умножитель частоты сложен, неэффективен при больших кратностях умножения и при больших мощностях входного сигнала. Known frequency multiplier containing input and output inductors, capacitors, two varicaps and an oscillatory circuit [SL]. However, this frequency multiplier is complex, inefficient with large multiplicities of multiplication and with high input signal powers.

Известен умножитель частоты в нечетное число раз, содержащий входной колебательный контур, выходной колебательный контур, катушку индуктивности, ферритовый тороидальный магнитопровод, нагрузку, обмотку управления, расположенную внутри ферритового тороидального магнитопровода (Л2). Это устройство также формирует недостаточно широкий спектр гармоник. A frequency multiplier is known an odd number of times, containing an input oscillating circuit, an output oscillating circuit, an inductor, a ferrite toroidal magnetic circuit, a load, a control winding located inside a ferrite toroidal magnetic circuit (L2). This device also generates an insufficiently wide range of harmonics.

Цель изобретения - расширение спектра формируемых гармоник и управление амплитудами четных и нечетных гармоник. The purpose of the invention is the expansion of the spectrum of the generated harmonics and the control of the amplitudes of even and odd harmonics.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема управляемого формирователя гармоник; на фиг. 2 - его конструктивное выполнение. In FIG. 1 shows a circuit diagram of a controlled harmonic driver; in FIG. 2 - its constructive implementation.

Управляемый формирователь гармоник (см. фиг. 1) содержит первую, вторую, третью и четвертую катушки 1-4 индуктивности, сердечник 5, криостат 6 и хладагент 7. The controlled harmonic generator (see Fig. 1) contains the first, second, third and fourth inductors 1-4, core 5, cryostat 6 and refrigerant 7.

Управляемый формирователь гармоник работает следующим образом. The controlled harmonic driver operates as follows.

На первую катушку 1 подается синусоидальный сигнал заданной частоты. В результате взаимной индукции во второй и третьей катушках 2, 3, имеющих одинаковое количество витков, индуцируются синусоидальные сигналы, одинаковые по амплитуде. Вторая и третья катушки 2 и 3, кроме того, включены встречно, что компенсирует наведенные в них ЭДС при отсутствии сердечника. Поэтому сигнала с входной частотой на выходе нет. При введении во вторую катушку 2 индуктивности сердечника 5 из сверхпроводящего материала отклик сердечника 5 из-за нелинейности магнитной восприимчивости будет иметь сложную форму, так как входной сигнал скомпенсирован и на выходе управляемого формирователя гармоник отсутствует, то выходной сигнал будет определяться откликом сердечника 5. Спектр выходного сигнала имеет в своем составе в основном нечетные гармоники. Четные гармоники на выходе формирователя гармоник значительно слабее нечетных. Вследствие подачи на соленоид, которым является четвертая катушка 4, постоянного тока внутри соленоида создается постоянное магнитное поле, которое действует на сердечник 5 и в результате с ростом величины напряженности магнитного поля амплитуды четных гармоник возрастают, а нечетных убывают. Таким образом из синусоидального сигнала, поданного на вход, формируются как нечетные, так и четные гармоники, амплитуды которых управляются постоянным магнитным полем, создаваемым соленоидом 4. The first coil 1 is fed a sinusoidal signal of a given frequency. As a result of mutual induction in the second and third coils 2, 3, having the same number of turns, sinusoidal signals of the same amplitude are induced. The second and third coils 2 and 3, in addition, are turned on counter, which compensates for the induced EMF in the absence of a core. Therefore, there is no signal with an input frequency at the output. When a core 5 of superconducting material is introduced into the second coil 2 from the superconducting material, the response of the core 5 due to the nonlinearity of the magnetic susceptibility will have a complex shape, since the input signal is compensated and there is no output of the controlled harmonic generator, the output signal will be determined by the response of the core 5. The output spectrum The signal contains mainly odd harmonics. The even harmonics at the output of the harmonic generator are much weaker than the odd ones. Due to the supply of a direct current to the solenoid, which is the fourth coil 4, a constant magnetic field is created inside the solenoid, which acts on the core 5 and as a result, with an increase in the magnetic field strength, the amplitudes of the even harmonics increase and the odd harmonics decrease. Thus, from the sinusoidal signal supplied to the input, both odd and even harmonics are formed, the amplitudes of which are controlled by the constant magnetic field created by the solenoid 4.

Формируется широкий спектр гармоник, частоты которых соответствуют умножению входной частоты как в нечетное, так и в четное число раз в зависимости от величины управляющего магнитного поля, которое влияет на амплитуды четных и нечетных гармоник. Управляемый формирователь гармоник работает в диапазоне температур от 0 до 92 К (температурная область сверхпроводимости керамического высокотемпературного сверхпроводника), если использовать сердечник 5 из керамики. Поэтому он помещен в криостат 6 с хладагентом 7. Первая, вторая и третья катушки 1-3 индуктивности расположены соосно и плотно на диэлектрическом каркасе так, что они предохранены от взаимного перемещения. Управляемый формирователь гармоник не боится значительных перегрузок и может быть использован как при малых, так и при больших токах в катушках, вплоть до разрушения сверхпроводящего состояния сердечника 5. A wide spectrum of harmonics is formed whose frequencies correspond to multiplying the input frequency both odd and even times depending on the magnitude of the control magnetic field, which affects the amplitudes of the even and odd harmonics. The controlled harmonic generator operates in the temperature range from 0 to 92 K (the temperature region of the superconductivity of a ceramic high-temperature superconductor), if a ceramic core 5 is used. Therefore, it is placed in a cryostat 6 with refrigerant 7. The first, second and third inductors 1-3 are located coaxially and tightly on the dielectric frame so that they are protected from mutual movement. The controlled harmonic driver is not afraid of significant overloads and can be used both at low and high currents in the coils, up to the destruction of the superconducting state of the core 5.

Таким образом в управляемом формирователе гармоник обеспечивается расширение спектра формируемых гармоник и управление амплитудами четных и нечетных гармоник. Thus, in a controlled harmonic generator, the spectrum of the generated harmonics is expanded and the amplitudes of even and odd harmonics are controlled.

Claims

CONTROLLED HARMONIC FORMER containing the first, second and third inductors, core, fourth inductance, the terminals of which are the input of the direct current control signal, and the conclusions of the first inductor are the input of the controlled harmonic generator, characterized in that the beginning of the second inductor is connected to the beginning the third inductor, the first, second and third inductors are located on the hollow dielectric frame and are placed inside the fourth coil inductance, the core is made of a superconducting material with nonlinear magnetic susceptibility properties and is located in the cavity of the hollow dielectric frame, with the first, second, third and fourth inductors, the core and the hollow dielectric frame immersed in the refrigerant cryostat, and the ends of the second and third inductors are the output of a controlled harmonic driver.