RU206321U1 - Гармонический удвоитель частоты - Google Patents
Гармонический удвоитель частоты Download PDFInfo
- Publication number
- RU206321U1 RU206321U1 RU2021114842U RU2021114842U RU206321U1 RU 206321 U1 RU206321 U1 RU 206321U1 RU 2021114842 U RU2021114842 U RU 2021114842U RU 2021114842 U RU2021114842 U RU 2021114842U RU 206321 U1 RU206321 U1 RU 206321U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- frequency
- reset
- integrator
- Prior art date
Links
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION 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
- H03B7/00—Generation of oscillations using active element having a negative resistance between two of its electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L5/00—Automatic control of voltage, current, or power
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована в радиопередающих и радиоприемных устройствах, измерительной технике и фазометрических системах в качестве источника гармонических колебаний повышенной частоты Удвоитель частоты содержит задающий генератор, управляемый фазовращатель, компаратор, одновибратор, интегратор со сбросом, преобразователь частота-напряжение, источник напряжения смещения и сумматор, причем фазовращатель выполнен управляемым с фазовым сдвигом 360°, выход задающего генератора соединен с входом управляемого фазовращателя и входом компаратора, выход которого через преобразователь частота-напряжение соединен с входом интегратора со сбросом, вход сброса которого соединен с выходом одновибратора, вход которого соединен с выходом компаратора, выход интегратора со сбросом соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом источника напряжения смещения, а выход сумматора соединен с управляющим входом управляемого фазовращателя, выход которого соединен с выходом удвоителя частоты.Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение точности удвоителя частоты. 2 ил.
Description
Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использовано в радиопередающих и радиоприемных устройствах, измерительной технике и фазометрических системах в качестве источника гармонических колебаний повышенной частоты.
Известен гармонический удвоитель напряжения [Махов М.Е. Умножитель частоты на полевых транзисторах // Радиотехника, 1974, №9. С. 96-97, рис. 1.], содержащий задающий генератор, двухтактный каскад, включающий парафазный усилитель, выполняющий функцию расщепителя фазы с первым и вторым противофазными выходами, нагрузочный резистор, первый и второй активные элементы, выходные электроды которых соединены между собой и подключены к нагрузочному резистору, при этом истоковые электроды этих активных элементов соединены с общей точкой, а их управляющие электроды через конденсаторы соединены с выходами парафазного усилителя, первый и второй источники напряжения смещения, первый и второй резисторы.
Недостатком этого известного устройства является высокий уровень побочных гармоник на его выходе.
Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели является гармонический удвоитель частоты [Патент на изобретение №2411632 РФ, МПК Н03В 7/12, Н03В 19/00, опубл. 10.02.2011 г.], содержащий задающий генератор, двухтактный каскад, включающий расщепитель фазы с первым и вторым противофазными выходами, нагрузочный резистор, первый и второй активные элементы, выходные электроды которых соединены между собой и подключены к первому выводу нагрузочного резистора, первый конденсатор, первый вывод которого подсоединен к первому выходу расщепителя фазы, а второй его вывод соединен с управляющим электродом первого активного элемента и, через последовательно соединенный первый резистор и первый источник напряжения смещения, к общей точке, второй конденсатор, первый вывод которого подключен ко второму выходу расщепителя фазы, а второй его вывод соединен с управляющим электродом второго активного элемента и через последовательно соединенные второй резистор и второй источник напряжения смещения к общей точке, при этом истоковый электрод первого активного элемента и истоковый электрод второго активного элемента подсоединены к общей точке, источник напряжения питания и третий конденсатор, первый вывод которого подсоединен к потенциальному выводу источника питания, а второй к общей точке, при этом второй вывод нагрузочного резистора подключен к потенциальному выводу источника напряжения питания, фазовращатель с фазовым сдвигом 180°, вход которого подключен к точке соединения выходных электродов первого и второго активных элементов, выходная согласующая цепь с первым и вторым противофазными входами, первый вход которой подключен к точке соединения выходных электродов первого и второго активных элементов, а второй ее вход подсоединен к выходу фазовращателя. При этом выходом устройства является выход выходной согласующей цепи.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Данный удвоитель позволяет существенно снизить уровень побочных гармоник, но не устраняет их полностью. Это приводит к искажению формы выходного напряжения и снижению точности преобразования частоты.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение точности удвоителя частоты.
Указанный технический результат достигается тем, что в известный гармонический удвоитель частоты, содержащий задающий генератор, фазовращатель и источник напряжения смещения, дополнительно введены компаратор, одновибратор, интегратор со сбросом, преобразователь частота-напряжение и сумматор, причем фазовращатель выполнен управляемым с фазовым сдвигом 360°, выход задающего генератора соединен с входом управляемого фазовращателя и входом компаратора, выход которого через преобразователь частота-напряжение соединен с входом интегратора со сбросом, вход сброса которого соединен с выходом одновибратора, вход которого соединен с выходом компаратора, выход интегратора со сбросом соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом источника напряжения смещения, а выход сумматора соединен с управляющим входом управляемого фазовращателя, выход которого соединен с выходом удвоителя частоты.
Существенными отличиями предлагаемого гармонического удвоителя частоты являются введение компаратора, одновибратора, интегратора со сбросом, преобразователя частота-напряжение, сумматора и организация новых связей между элементами устройства. Совокупность элементов и связей между ними обеспечивают достижение положительного эффекта - повышение точности удвоителя частоты.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 приведена функциональная схема удвоителя частоты, на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений u1-u3, u5, u7 и uвых.
Гармонический удвоитель частоты (фиг. 1) содержит задающий генератор 1, управляемый фазовращатель 2, компаратор 3, одновибратор 4, интегратор со сбросом 5, преобразователь частота-напряжение 6, источник напряжения смещения 7 и сумматор 8.
Удвоитель частоты работает следующим образом. Входное синусоидальное напряжение uвх=Umsinωt с частотой ω=2πf с выхода задающего генератора 1 подается на входы управляемого фазовращателя 2 и компаратора напряжения 3. Компаратор 3 преобразует входное синусоидальное напряжение uвх=Umsinωt в напряжение u2 прямоугольной формы (фиг. 2). Одновибратор 3 формирует узкие импульсы по фронту напряжения u2, которые подаются на вход сброса интегратора со сбросом 5. При этом на вход интегратора со сбросом 5 подается напряжение u3 отрицательной полярности с выхода преобразователя частота-напряжение 6. Преобразователь частота-напряжение 6 исключает влияние частоты входного сигнала uвх утроителя на амплитуду выходного напряжения интегратора со сбросом 5 путем изменения величины его входного напряжения u4 в зависимости от частоты f задающего генератора 1. Коэффициент передачи Kn=-U4/f преобразователя частота-напряжение 6 выбирается таким образом, чтобы при максимальной рабочей частоте fmax удвоителя, размах входного напряжение интегратора со сбросом 5 не превышал 10 В, т.е. Kn=10/fmax.
На выходе интегратора со сбросом 5 формируется пилообразное напряжение u5 положительной полярности с частотой f задающего генератора 1, амплитуда которого определяется по формуле:
где U4m - амплитуда выходного напряжения интегратора со сбросом 5;
T - период входного напряжения u4;
f - частота входного напряжения u4;
R - сопротивление резистора интегратора 5;
С - емкость конденсатора интегратора 5.
Для выбора параметров времязадающих элементов схемы интегратора R и С необходимо выдержать следующее соотношение:
Таким образом, амплитуда выходного пилообразного напряжения интегратора со сбросом 5 всегда постоянна U5m=10 В и не зависит от частоты f задающего генератора 1.
Выходное напряжение u5 интегратора со сбросом 5 суммируется в сумматоре 8 с напряжением смещения u6=Uсм=-5 В от источника напряжения смещения 7, в результате чего на выходе сумматора 8 формируется переменное пилообразное напряжение u7 амплитудой 5 В. Это напряжение подается на управляющий вход управляемого фазовращателя 1.
В устройстве применен управляемый фазовращатель 1, который позволяет линейно изменять фазу ϕ входного сигнала от -180° до +180° при изменении величины управляющего напряжения от -5 В до +5 В (фиг. 2). Это пилообразное управляющее напряжение, воздействуя на управляемый фазовращатель 1, изменяет фазу ϕ его входного сигнала от -180° до +180° с частотой f задающего генератора 1.
В результате на выходе управляемого фазовращателя 1 и на выходе удвоителя частоты, в соответствии с известными тригонометрическими тождествами, формируется выходное напряжение uвых:
Из полученного выражения и временных диаграмм (фиг. 2) видно, что частота выходного напряжения удвоителя частоты равна 2ω, то есть имеет место удвоение частоты со задающего генератора 1. При этом амплитуда выходного напряжения uвых умножителя частоты равна амплитуде выходного напряжения задающего генератора 1 U1m.
Таким образом, применение в удвоителе частоты компаратора 3, одновибратора 4, интегратора со сбросом 5, преобразователя частота-напряжение 6 и сумматора 8 позволяет добиться требуемого технического результата - повышение точности утроителя частоты.
При практической реализации предлагаемого утроителя частоты управляемый фазовращатель 2 можно выполнить по схеме (Патент на изобретение №2303326 РФ. Широкополосный фазовращатель с управляемым углом фазы, МПК Н03В 7/12, Н03Н 11/16, опубл. 10.09.2006 г.). Компаратор 3 можно выполнить на микросхеме К554СА3. Одновибратор 4 можно выполнить на микросхеме К561АГ1. Интегратор со сбросом 5 можно выполнить на операционном усилителе (ОУ) по схеме (В.Г. Гусев, Ю.М. Гусев. Электроника и микропроцессорная техника. - М.: Высш. шк., 2005. - стр. 459, рис. 6.18, в). В качестве преобразователя частота-напряжение 6 можно использовать преобразователь на микросхеме КР1108ПП1. Источник напряжения смещения 7 представляет собой обычный источник стабильного напряжения. Сумматор 8 представляет собой неинвертирующий сумматор на ОУ.
Claims (1)
- Гармонический удвоитель частоты, содержащий задающий генератор, фазовращатель и источник напряжения смещения, отличающийся тем, что в него дополнительно введены компаратор, одновибратор, интегратор со сбросом, преобразователь частота-напряжение и сумматор, причем фазовращатель выполнен управляемым с фазовым сдвигом 360°, выход задающего генератора соединен с входом управляемого фазовращателя и входом компаратора, выход которого через преобразователь частота-напряжение соединен с входом интегратора со сбросом, вход сброса которого соединен с выходом одновибратора, вход которого соединен с выходом компаратора, выход интегратора со сбросом соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом источника напряжения смещения, а выход сумматора соединен с управляющим входом управляемого фазовращателя, выход которого соединен с выходом удвоителя частоты.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021114842U RU206321U1 (ru) | 2021-05-24 | 2021-05-24 | Гармонический удвоитель частоты |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021114842U RU206321U1 (ru) | 2021-05-24 | 2021-05-24 | Гармонический удвоитель частоты |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU206321U1 true RU206321U1 (ru) | 2021-09-06 |
Family
ID=77663258
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021114842U RU206321U1 (ru) | 2021-05-24 | 2021-05-24 | Гармонический удвоитель частоты |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU206321U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU212189U1 (ru) * | 2022-04-11 | 2022-07-11 | Евгений Борисович Колесников | Управляемый умножитель частоты гармонического сигнала |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0487386B1 (fr) * | 1990-11-23 | 1995-12-20 | Thomson-Csf | Dispositif doubleur de fréquence |
EP0521652B1 (en) * | 1991-07-01 | 1997-08-06 | Raytheon Company | Frequency multiplier |
US20020036522A1 (en) * | 2000-09-26 | 2002-03-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Frequency doubler circuit having detect-control unit for improving frequency doubling performance |
RU2405242C2 (ru) * | 2008-07-14 | 2010-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Гармонический удвоитель частоты |
RU2411632C2 (ru) * | 2008-03-07 | 2011-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Гармонический удвоитель частоты |
RU190822U1 (ru) * | 2019-03-18 | 2019-07-15 | Евгений Борисович Колесников | Гармонический удвоитель частоты |
-
2021
- 2021-05-24 RU RU2021114842U patent/RU206321U1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0487386B1 (fr) * | 1990-11-23 | 1995-12-20 | Thomson-Csf | Dispositif doubleur de fréquence |
EP0521652B1 (en) * | 1991-07-01 | 1997-08-06 | Raytheon Company | Frequency multiplier |
US20020036522A1 (en) * | 2000-09-26 | 2002-03-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Frequency doubler circuit having detect-control unit for improving frequency doubling performance |
RU2411632C2 (ru) * | 2008-03-07 | 2011-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Гармонический удвоитель частоты |
RU2405242C2 (ru) * | 2008-07-14 | 2010-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Гармонический удвоитель частоты |
RU190822U1 (ru) * | 2019-03-18 | 2019-07-15 | Евгений Борисович Колесников | Гармонический удвоитель частоты |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU212189U1 (ru) * | 2022-04-11 | 2022-07-11 | Евгений Борисович Колесников | Управляемый умножитель частоты гармонического сигнала |
RU212993U1 (ru) * | 2022-05-31 | 2022-08-17 | Евгений Борисович Колесников | Управляемый гармонический умножитель частоты |
RU215529U1 (ru) * | 2022-10-10 | 2022-12-16 | Евгений Борисович Колесников | Утроитель частоты |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2534939C1 (ru) | Функциональный генератор | |
RU206321U1 (ru) | Гармонический удвоитель частоты | |
RU197065U1 (ru) | Делитель частоты гармонического сигнала | |
RU2541147C1 (ru) | Функциональный генератор | |
RU108247U1 (ru) | Функциональный генератор | |
CN103684262A (zh) | 一种基于模拟电路的正弦波石英晶体振荡器 | |
RU190822U1 (ru) | Гармонический удвоитель частоты | |
RU206703U1 (ru) | Утроитель частоты | |
RU212189U1 (ru) | Управляемый умножитель частоты гармонического сигнала | |
RU206322U1 (ru) | Делитель частоты гармонического сигнала | |
RU212993U1 (ru) | Управляемый гармонический умножитель частоты | |
RU196044U1 (ru) | Устройство сдвига фазы на 90 градусов | |
RU189067U1 (ru) | Гармонический удвоитель частоты | |
RU225745U1 (ru) | Делитель частоты гармонического сигнала | |
RU167707U1 (ru) | Измеритель частоты гармонического сигнала | |
RU225735U1 (ru) | Гармонический удвоитель частоты | |
US20230121980A1 (en) | Ultrasonic Flow Meter and Method for Ultrasonic Flow Metering | |
RU226232U1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
CN110739937B (zh) | 一种采用并联基准电压源的开关式方波发生器 | |
RU2625555C1 (ru) | Функциональный генератор | |
RU206323U1 (ru) | Делитель частоты гармонического сигнала | |
RU211821U1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU226073U1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU212274U1 (ru) | Фазочувствительный измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU206074U1 (ru) | Устройство сдвига фазы на 90 градусов |