RU206703U1 - Утроитель частоты - Google Patents
Утроитель частоты Download PDFInfo
- Publication number
- RU206703U1 RU206703U1 RU2021114078U RU2021114078U RU206703U1 RU 206703 U1 RU206703 U1 RU 206703U1 RU 2021114078 U RU2021114078 U RU 2021114078U RU 2021114078 U RU2021114078 U RU 2021114078U RU 206703 U1 RU206703 U1 RU 206703U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- frequency
- integrator
- reset
- Prior art date
Links
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
- H03B19/00—Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source
-
- 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
- H03B19/00—Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source
- H03B19/06—Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source by means of discharge device or semiconductor device with more than two electrodes
- H03B19/08—Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source by means of discharge device or semiconductor device with more than two electrodes by means of a discharge device
- H03B19/10—Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source by means of discharge device or semiconductor device with more than two electrodes by means of a discharge device using multiplication only
-
- 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
- H03B19/00—Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source
- H03B19/06—Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source by means of discharge device or semiconductor device with more than two electrodes
- H03B19/14—Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source by means of discharge device or semiconductor device with more than two electrodes by means of a semiconductor device
Landscapes
- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к радиотехнике и связи и может быть использована в качестве умножителя частоты. Техническим результатом является повышение точности утроителя частоты. Для этого предложен утроитель частоты, который содержит управляемый фазовращатель, компаратор, сумматор, интегратор со сбросом, преобразователь частота-напряжение, источник опорного напряжения и одновибратор, вход которого подключен к выходу компаратора, причем вход утроителя частоты соединен со входом управляемого фазовращателя и входом компаратора, выход которого через преобразователь частота-напряжение соединен со входом интегратора со сбросом, вход сброса которого соединен с выходом одновибратора, выход интегратора со сбросом соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход сумматора соединен с управляющим входом управляемого фазовращателя, выход которого соединен с выходом утроителя частоты. 2 ил.
Description
Полезная модель относится к радиотехнике и связи и может быть использована в качестве умножителя частоты.
Известен утроитель частоты [Авторское свидетельство СССР №1229946 МПК Н03В 19/14, опубл. 15.04.1981 г.], содержащий три компаратора, три одно-вибратора, устройство выборки-хранения, делитель, два управляемых интегратора, два сумматора, инвертор и источник постоянного напряжения, минусовой зажим которого соединен с общей шиной, а плюсовой - со вторым входом первого сумматора, к выходу которого подключены первый вход второго управляемого интегратора и второй вход второго сумматора, выход которого соединен с неинвертирующим входом третьего компаратора, выход которого соединен с выходом утроителя частоты, входная шина которого соединена с первыми входами устройства выборки-хранения и делителя и неинвертирующим входом первого компаратора, к выходу которого подключен первый вход первого сумматора, между выходом которого и первым входом первого управляемого интегратора включен инвертор, при этом первый одновибратор включен между выходом первого компаратора и вторым входом первого управляемого интегратора, второй одновибратор включен между выходом второго компаратора и вторым входом устройства выборки-хранения, а третий одновибратор включен между выходом первого компаратора и вторым входом второго управляемого интегратора, выход которого соединен с неинвертирующим входом второго компаратора, инвертирующий вход которого соединен с выходом первого управляемого интегратора, причем к выходу устройства выборки-хранения подключен второй вход делителя, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, а инвертирующие входы первого и третьего компараторов соединены с общей шиной.
Недостатком данного устройства то, что на его выходе формируется напряжение прямоугольной формы, а не гармонический сигнал, частота которого в три раза превышает частоту входного гармонического сигнала.
Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели является утроитель частоты [Патент №2628255 РФ, МПК Н03В 19/14, опубл. 15.08.2017 г.], содержащий делитель, сумматор, компаратор, одновибратор, устройство выборки-хранения, блок возведения в степень и дифференцирующий блок, выход которого соединен с инвертирующим входом компаратора, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, при этом входная шина утроителя частоты соединена со вторым входом сумматора, первым входом блока возведения в степень, входом дифференцирующего блока и первым входом устройства выборки-хранения, выход которого соединен со вторым входом блока возведения в степень, первый и второй выходы которого соединены, соответственно, с первым и вторым входами делителя, к выходу которого подключен первый вход сумматора, выход которого соединен с выходной шиной утроителя частоты. Блок возведения в степень содержит первый квадратор, перемножитель и второй квадратор, включенный между вторым входом и вторым выходом блока возведения в степень, первый вход которого соединен с входом первого квадратора и вторым входом перемножителя, выход которого соединен с первым выходом блока возведения в степень, при этом первый вход перемножителя подключен к выходу первого квадратора.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Недостатком данного утроителя частоты является невысокая точность, обусловленная большим количеством операционных блоков. Кроме того, возведение полезного сигнала в куб вносит дополнительную погрешность и сужает динамический диапазон входного сигнала.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение точности утроителя частоты.
Указанный технический результат достигается тем, что в известный утроитель частоты, содержащий сумматор, компаратор и одновибратор, вход которого подключен к выходу компаратора, дополнительно введены управляемый фазовращатель, интегратор со сбросом, преобразователь частота-напряжение и источник опорного напряжения, причем вход утроителя частоты 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, выход интегратора со сбросом соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход сумматора соединен с управляющим входом управляемого фазовращателя, выход которого соединен с выходом утроителя частоты.
Существенными отличиями предлагаемого утроителя частоты являются введение управляемого фазовращателя, интегратора со сбросом, преобразователя частота-напряжение и источника опорного напряжения. Совокупность элементов и связей между ними обеспечивают достижение заявляемого технического результата.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена функциональная схема утроителя частоты, на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений uвх, u1, u2, u4, u6, uвых и угла сдвига фазы ϕ.
Утроитель частоты (фиг. 1) содержит управляемый фазовращатель 1, компаратор 2, одновибратор 3, интегратор со сбросом 4, преобразователь частота-напряжение 5, источник опорного напряжения 6 и сумматор 7.
Утроитель частоты работает следующим образом. Входное синусоидальное напряжение uвх = Umsinωt с частотой ω = 2πf подается на входы управляемого фазовращателя 1 и компаратора напряжения 2. Компаратор 2 преобразует входное синусоидальное напряжение uвх = Umsinωt в напряжение u2 прямоугольной формы (фиг. 2). Одновибратор 3 формирует узкие импульсы по фронту и спаду напряжения u2, которые подаются на вход сброса интегратора со сбросом 4. При этом на вход интегратора со сбросом 4 подается напряжение из отрицательной полярности с выхода преобразователя частота-напряжение 5. Преобразователь частота-напряжение 5 исключает влияние частоты входного сигнала uвх утроителя на амплитуду выходного напряжения интегратора со сбросом 4 путем изменения величины его входного напряжения u3 в зависимости от частоты. Коэффициент передачи Kn = -U3/f преобразователя частота-напряжение 5 выбирается таким образом, чтобы при максимальной рабочей частоте fmax утроителя, размах входного напряжение интегратора со сбросом 4 не превышал 10 В, т.е. Kn = 10/fmax.
На выходе интегратора со сбросом формируется пилообразное напряжение u4 положительной полярности с двухкратной частотой 2f, амплитуда которого определяется по формуле:
где U4m - амплитуда выходного напряжения интегратора со сбросом 4;
T - период входного напряжения u3,
f - частота входного напряжения u3;
R - сопротивление резистора интегратора;
С - емкость конденсатора интегратора.
Для выбора параметров времязадающих элементов схемы интегратора R и С необходимо выдержать следующее соотношение:
Таким образом, амплитуда выходного пилообразного напряжения интегратора со сбросом 4 всегда постоянна U4m = 10 В и не зависит от частоты входного сигнала uвх утроителя.
Выходное напряжение u4 интегратора со сбросом 4 суммируется в сумматоре 7 с опорным напряжением u5 = Uоп = -5 В от источника опорного напряжения 6, в результате чего на выходе сумматора 7 формируется переменное пилообразное напряжение u6 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 двухкратной частотой 2f.
В результате на выходе управляемого фазовращателя 1 и на выходе утроителя частоты, в соответствии с известными тригонометрическими тождествами, формируется выходное напряжение uвых:
Из полученного выражения и временных диаграмм (фиг. 2) видно, что частота выходного напряжения утроителя равна 3ω, то есть имеет место утроение частоты со входного сигнала.
Таким образом, применение в утроителе частоты управляемого фазовращателя 1, преобразователя частота-напряжение 5, интегратора со сбросом 4 и источника опорного напряжения 6 позволяет добиться требуемого технического результата - повышение точности утроителя частоты.
При практической реализации предлагаемого утроителя частоты управляемый фазовращатель 1 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 2 можно выполнить на микросхеме К554СА3. Одновибратор 3 можно выполнить по схеме (Зубчук В.И и др. Справочник по цифровой схемотехнике. - К. Тэхника, 1990, стр. 245, рис. 8.13). Интегратор со сбросом 4 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 5 можно использовать преобразователь на микросхеме КР1108ПП1. Источник опорного напряжения 6 представляет собой обычный источник стабильного напряжения. Сумматор 7 представляет собой неинвертирующий сумматор на ОУ.
Claims (1)
- Утроитель частоты, содержащий сумматор, компаратор и одновибратор, вход которого подключен к выходу компаратора, отличающийся тем, что в него дополнительно введены управляемый фазовращатель, интегратор со сбросом, преобразователь частота-напряжение и источник опорного напряжения, причем вход утроителя частоты соединен со входом управляемого фазовращателя и входом компаратора, выход которого через преобразователь частота-напряжение соединен со входом интегратора со сбросом, вход сброса которого соединен с выходом одновибратора, выход интегратора со сбросом соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход сумматора соединен с управляющим входом управляемого фазовращателя, выход которого соединен с выходом утроителя частоты.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021114078U RU206703U1 (ru) | 2021-05-18 | 2021-05-18 | Утроитель частоты |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021114078U RU206703U1 (ru) | 2021-05-18 | 2021-05-18 | Утроитель частоты |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU206703U1 true RU206703U1 (ru) | 2021-09-23 |
Family
ID=77862167
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021114078U RU206703U1 (ru) | 2021-05-18 | 2021-05-18 | Утроитель частоты |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU206703U1 (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 (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0521652A2 (en) * | 1991-07-01 | 1993-01-07 | Raytheon Company | Frequency multiplier |
RU2565509C1 (ru) * | 2014-09-29 | 2015-10-20 | Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образование "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных объединений" | Утроитель частоты |
RU2628255C1 (ru) * | 2016-08-17 | 2017-08-15 | Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных объединений" | Утроитель частоты |
RU187474U1 (ru) * | 2018-09-24 | 2019-03-06 | Евгений Борисович Колесников | Утроитель частоты |
-
2021
- 2021-05-18 RU RU2021114078U patent/RU206703U1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0521652A2 (en) * | 1991-07-01 | 1993-01-07 | Raytheon Company | Frequency multiplier |
RU2565509C1 (ru) * | 2014-09-29 | 2015-10-20 | Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образование "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных объединений" | Утроитель частоты |
RU2628255C1 (ru) * | 2016-08-17 | 2017-08-15 | Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных объединений" | Утроитель частоты |
RU187474U1 (ru) * | 2018-09-24 | 2019-03-06 | Евгений Борисович Колесников | Утроитель 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 |
RU215482U1 (ru) * | 2022-10-10 | 2022-12-14 | Евгений Борисович Колесников | Утроитель частоты |
RU215529U1 (ru) * | 2022-10-10 | 2022-12-16 | Евгений Борисович Колесников | Утроитель частоты |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2534939C1 (ru) | Функциональный генератор | |
RU206703U1 (ru) | Утроитель частоты | |
RU2622866C1 (ru) | Формирователь сигнала треугольной формы | |
RU2541147C1 (ru) | Функциональный генератор | |
RU108247U1 (ru) | Функциональный генератор | |
RU196044U1 (ru) | Устройство сдвига фазы на 90 градусов | |
RU206321U1 (ru) | Гармонический удвоитель частоты | |
RU167707U1 (ru) | Измеритель частоты гармонического сигнала | |
RU2625555C1 (ru) | Функциональный генератор | |
RU206287U1 (ru) | Утроитель частоты | |
RU206322U1 (ru) | Делитель частоты гармонического сигнала | |
RU2520409C2 (ru) | Преобразователь периодического сигнала в частоту и период | |
RU215529U1 (ru) | Утроитель частоты | |
RU206323U1 (ru) | Делитель частоты гармонического сигнала | |
RU211821U1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU212274U1 (ru) | Фазочувствительный измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU215482U1 (ru) | Утроитель частоты | |
RU222351U1 (ru) | Регулируемый измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU168550U1 (ru) | Устройство сдвига фазы на 90 градусов | |
RU215007U1 (ru) | Преобразователь активной мощности в напряжение постоянного тока | |
RU205068U1 (ru) | Устройство сдвига фазы на 90 градусов | |
RU2582557C1 (ru) | Функциональный генератор | |
RU206074U1 (ru) | Устройство сдвига фазы на 90 градусов | |
RU2555241C1 (ru) | Функциональный генератор | |
RU226073U1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное |