RU2533314C1 - Harmonic frequency multiplier - Google Patents
Harmonic frequency multiplier Download PDFInfo
- Publication number
- RU2533314C1 RU2533314C1 RU2013130553/08A RU2013130553A RU2533314C1 RU 2533314 C1 RU2533314 C1 RU 2533314C1 RU 2013130553/08 A RU2013130553/08 A RU 2013130553/08A RU 2013130553 A RU2013130553 A RU 2013130553A RU 2533314 C1 RU2533314 C1 RU 2533314C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- transistor
- primary
- resistor
- transformer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Amplitude Modulation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве источника синусоидальных колебаний повышенной частоты и мощности.The invention relates to the field of electronics and can be used as a source of sinusoidal oscillations of increased frequency and power.
Известны гармонические умножители частоты [1], содержащие задающий генератор, генерирующий входное гармоническое колебание, фазоинвертор с синфазным и противофазным выходами, формирующий гармонические синфазное и противофазное напряжения, первый полупроводниковый диод и второй полупроводниковый диод, при этом анод первого полупроводникового диода подключен к синфазному выходу фазоинвертора, а анод второго полупроводникового диода соединен с инвертирующим выходом фазоинвертора, нагрузочный резистор, первый вывод которого подключен к общей точке. Известные гармонические умножители частоты построены на использовании квадратичной вольтамперной характеристики полупроводниковых диодов и имеют низкую эффективность.Known harmonic frequency multipliers [1], containing a master oscillator that generates harmonic input, a phase inverter with in-phase and antiphase outputs, generating harmonic in-phase and antiphase voltages, a first semiconductor diode and a second semiconductor diode, while the anode of the first semiconductor diode is connected to the common-mode output of the phase inverter and the anode of the second semiconductor diode is connected to the inverting output of the phase inverter, a load resistor, the first output of which is connected to a common point. Known harmonic frequency multipliers are built on the use of a quadratic current-voltage characteristic of semiconductor diodes and have low efficiency.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению является гармонический умножитель частоты [2], содержащий задающий генератор, сигнал с которого поступает на вход фазоинвертора с синфазным и противофазным выходами, формирующего гармонические синфазное и противофазное напряжения, первый полупроводниковый диод и второй полупроводниковый диод, при этом анод первого полупроводникового диода подключен к синфазному выходу фазоинвертора, а анод второго полупроводникового диода соединен с инвертирующим выходом фазоинвертора, нагрузочный резистор, первый вывод которого подключен к общей точке, первый транзистор, коллектор и эмиттер которого подключены к соответствующим разноименным электродам первого полупроводникового диода, второй транзистор, коллектор и эмиттер которого подключены к соответствующим разноименным электродам второго полупроводникового диода, первый конденсатор, первый вывод которого подключен к катоду первого полупроводникового диода, а второй его вывод соединен со вторым выводом нагрузочного резистора, второй конденсатор, первый вывод которого подключен к катоду второго полупроводникового диода, а второй его вывод соединен со вторым выводом нагрузочного резистора, первый резистор, первый вывод которого соединен с синфазным выходом фазоинвертора, а второй его вывод подключен к базе второго транзистора, второй резистор, первый вывод которого соединен с противофазным выходом фазоинвертора, а второй его вывод подключен к базе первого транзистора, при этом точка соединения второго вывода первого конденсатора со вторым выводом нагрузочного резистора является выходом устройства.The closest in technical essence to the claimed technical solution is a harmonic frequency multiplier [2], containing a master oscillator, the signal from which is fed to the input of a phase inverter with in-phase and antiphase outputs, forming harmonic in-phase and antiphase voltages, the first semiconductor diode and the second semiconductor diode, at the anode of the first semiconductor diode is connected to the common-mode output of the phase inverter, and the anode of the second semiconductor diode is connected to the inverting output azoinverter, a load resistor, the first output of which is connected to a common point, the first transistor, the collector and emitter of which are connected to the corresponding unlike electrodes of the first semiconductor diode, the second transistor, the collector and emitter of which are connected to the corresponding unlike electrodes of the second semiconductor diode, the first capacitor, the first output which is connected to the cathode of the first semiconductor diode, and its second output is connected to the second output of the load resistor, the second condensate p, the first output of which is connected to the cathode of the second semiconductor diode, and its second output is connected to the second output of the load resistor, the first resistor, the first output of which is connected to the in-phase output of the phase inverter, and its second output is connected to the base of the second transistor, the second resistor, the first output which is connected to the antiphase output of the phase inverter, and its second output is connected to the base of the first transistor, while the connection point of the second output of the first capacitor with the second output of the load resistor is tsya output device.
Но в известном устройстве выходной сигнал для дальнейшего применения в большинстве случаев требует дополнительного усиления.But in the known device, the output signal for further use in most cases requires additional amplification.
Техническим результатом настоящего изобретения является формирование на выходе умножителя сигнала повышенной мощности.The technical result of the present invention is the formation of the output of the multiplier signal of high power.
Технический результат достигается тем, что в гармонический умножитель частоты, содержащий входной трансформатор с первичной и вторичной обмотками, к первичной обмотке которого подключен источник синусоидального сигнала, нагрузочный резистор, первый вывод которого подключен к общей точке схемы, первый и второй транзисторы, к базам которых подключены первые выводы соответственно первого и второго резисторов, дополнительно введены источник питания, первый и второй выходные широкополосные трансформаторы, каждый из которых имеет первичную и вторичную обмотки, при этом один конец вторичной обмотки входного трансформатора подключен ко второму выводу первого резистора, второй конец вторичной обмотки входного трансформатора подключен ко второму выводу второго резистора, первичные обмотки первого и второго выходных трансформаторов соединены последовательно синфазно, к точке их соединения подключен потенциальный выход источника питания, общий выход которого соединен с коллекторами первого и второго транзисторов и подключен к общей точке схемы, свободный конец первичной обмотки первого выходного трансформатора соединен с эмиттером первого транзистора и подключен к точке соединения второго резистора и базы второго транзистора, свободный конец первичной обмотки второго выходного трансформатора соединен с эмиттером второго транзистора и подключен к точке соединения первого резистора и базы первого транзистора, вторичные обмотки первого и второго выходных трансформаторов соединены последовательно противофазно, свободный конец вторичной обмотки второго выходного трансформатора соединен с общей точкой схемы, а свободный конец вторичной обмотки первого выходного трансформатора подключен ко второму выводу нагрузочного резистора и является выходом умножителя.The technical result is achieved by the fact that in a harmonic frequency multiplier containing an input transformer with primary and secondary windings, the primary winding of which is connected to a sinusoidal signal source, a load resistor, the first output of which is connected to a common point in the circuit, the first and second transistors, to the bases of which are connected the first conclusions of the first and second resistors, respectively, additionally introduced a power source, the first and second output broadband transformers, each of which has a primary and the secondary windings, while one end of the secondary winding of the input transformer is connected to the second terminal of the first resistor, the second end of the secondary winding of the input transformer is connected to the second terminal of the second resistor, the primary windings of the first and second output transformers are connected in series, the potential connection point is connected the output of the power source, the common output of which is connected to the collectors of the first and second transistors and connected to a common point in the circuit, the free end is primary the windings of the first output transformer are connected to the emitter of the first transistor and connected to the connection point of the second resistor and the base of the second transistor, the free end of the primary winding of the second output transformer is connected to the emitter of the second transistor and connected to the connection point of the first resistor and the base of the first transistor, secondary windings of the first and second output transformers are connected in series out of phase, the free end of the secondary winding of the second output transformer is connected to a common point a circuit, and the free end of the secondary winding of the first output transformer is connected to the second output of the load resistor and is the output of the multiplier.
Новым качеством, не обнаруженным в патентной и научно-технической литературе, является то, что в заявленном устройстве при смене полярности каждую половину периода исходного гармонического сигнала происходит одновременное запирание двух транзисторов, включенных по схеме двухтактного усилителя, вследствие чего на выходе умножителя формируется вторая гармоника повышенной мощности.A new quality not found in the patent and scientific literature is that in the inventive device, when the polarity is changed each half of the period of the initial harmonic signal, two transistors are switched on simultaneously, switched on according to the push-pull amplifier circuit, as a result of which a second harmonic is formed at the output of the multiplier power.
На фиг.1 представлена схема гармонического умножителя частоты.Figure 1 presents a diagram of a harmonic frequency multiplier.
Гармонический умножитель частоты содержит источник синусоидального сигнала 1, входной трансформатор 2, первый транзистор 3, второй транзистор 4, первый резистор 5, второй резистор 6, первый выходной трансформатор 7, второй выходной трансформатор 8, нагрузочный резистор 9, источник питания 10.The harmonic frequency multiplier contains a sinusoidal signal source 1, input transformer 2, first transistor 3, second transistor 4, first resistor 5, second resistor 6, first output transformer 7, second output transformer 8, load resistor 9, power supply 10.
На фиг.2 представлены результаты моделирования работы гармонического умножителя частоты. На фиг.2 цифрами обозначено: 11 - выходной сигнал источника 1, 12 - сигнал между базой и эмиттером первого транзистора 3, 13 - сигнал между базой и эмиттером второго транзистора 4, 14 - сигнал на эмиттере второго транзистора 4, 15 - сигнал на эмиттере первого транзистора 3, 16 - выходной сигнал умножителя.Figure 2 presents the results of modeling the operation of a harmonic frequency multiplier. 2, the numbers indicate: 11 - the output signal of the source 1, 12 - the signal between the base and the emitter of the first transistor 3, 13 - the signal between the base and the emitter of the second transistor 4, 14 - the signal on the emitter of the second transistor 4, 15 - the signal on the emitter the
Гармонический умножитель частоты работает следующим образом. Двухполярный синусоидальный сигнал от источника 1 через выходную обмотку трансформатора 2 и резисторы 5 и 6 поступает на базы соответственно первого 3 и второго 4 транзисторов, соединенные с эмиттерами соответственно второго 4 и первого 3 транзисторов. Таким образом, между базой и эмиттером первого транзистора 3 и базой и эмиттером второго транзистора 4 поочередно через половину периода исходного сигнала прикладывается напряжение открывающей полярности 12 и 13. Транзисторы 3 и 4 поочередно через половину периода открываются, и через первичные обмотки выходных трансформаторов 7 и 8 от источника 10 протекает ток. Около моментов смены полярности исходного синусоидального сигнала величина напряжения оказывается недостаточной для открывания транзисторов, оба транзистора 3 и 4 одновременно запираются и в эти моменты отсутствует ток через первичные обмотки выходных трансформаторов 7 и 8. Таким образом, возникающий разрыв тока формирует в первичной обмотке выходных трансформаторов 7 и 8 напряжение удвоенной частоты 15 и 14. Соответственно, на вторичных обмотках трансформаторов 7 и 8 также возникает напряжение удвоенной частоты синфазное с первичным. Периодическая разность амплитуд сигналов 14 и 15 на эмиттерах транзисторов возникает за счет напряжения база-эмиттер закрытого транзистора, поступающего от источника входного сигнала. Противофазное соединение вторичных обмоток выходных трансформаторов позволяет улучшить форму и увеличить уровень выходного сигнала 16.A harmonic frequency multiplier operates as follows. The bipolar sinusoidal signal from source 1 through the output winding of transformer 2 and resistors 5 and 6 is supplied to the bases of the first 3 and second 4 transistors, respectively, connected to the emitters of the second 4 and first 3 transistors, respectively. Thus, between the base and emitter of the first transistor 3 and the base and emitter of the second transistor 4,
На фиг.2 показано соотношение амплитуд и частоты входного 11 и выходного 16 сигналов предлагаемого умножителя частоты. Для работы предлагаемого умножителя необходимой и достаточной величиной входного сигнала является синусоидальный сигнал амплитудой 2 В. Уровень выходного сигнала зависит от напряжения питания. Формирование выходного сигнала, близкого по форме к синусоидальному, на второй гармонике исходного сигнала может быть достигнуто путем изменения величин резисторов, присоединенных к базам транзисторов. На фиг.2 приведены величины сигналов при напряжении питания 5 В и сопротивлении базовых резисторов 5 Ом, а резистора нагрузки 51 Ом. Дальнейшее улучшение формы выходного сигнала может быть достигнуто с использованием частотно-избирательной нагрузки, настроенной на вторую гармонику источника синусоидального сигнала.Figure 2 shows the ratio of the amplitudes and frequencies of the input 11 and
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Ризкин И.Х. Умножители и делители частоты. - М.: Связь, 1976, с.216, рис.6.3.1. Rizkin I.Kh. Multipliers and frequency dividers. - M .: Communication, 1976, p. 216, Fig. 6.3.
2. Патент RU 2380822 С2, 09.09.2008. Гармонический умножитель частоты.2. Patent RU 2380822 C2, 09.09.2008. Harmonic frequency multiplier.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013130553/08A RU2533314C1 (en) | 2013-07-02 | 2013-07-02 | Harmonic frequency multiplier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013130553/08A RU2533314C1 (en) | 2013-07-02 | 2013-07-02 | Harmonic frequency multiplier |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2533314C1 true RU2533314C1 (en) | 2014-11-20 |
Family
ID=53382659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013130553/08A RU2533314C1 (en) | 2013-07-02 | 2013-07-02 | Harmonic frequency multiplier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2533314C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU191295U1 (en) * | 2019-04-17 | 2019-08-01 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) | HARMONIC FREQUENCY FREQUENCY Multiplier |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1231601A1 (en) * | 1984-07-09 | 1986-05-15 | Харьковский Ордена Трудового Красного Знамени И Ордена Дружбы Народов Университет Им.А.М.Горького | Frequency multiplier |
SU1415411A1 (en) * | 1986-09-22 | 1988-08-07 | Московский Институт Электронного Машиностроения | Frequency multiplier |
US20070205844A1 (en) * | 2003-12-19 | 2007-09-06 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Frequency Multiplying Arrangements and a Method for Frequency Multiplication |
RU2380822C2 (en) * | 2008-01-09 | 2010-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Harmonic frequency multiplier |
-
2013
- 2013-07-02 RU RU2013130553/08A patent/RU2533314C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1231601A1 (en) * | 1984-07-09 | 1986-05-15 | Харьковский Ордена Трудового Красного Знамени И Ордена Дружбы Народов Университет Им.А.М.Горького | Frequency multiplier |
SU1415411A1 (en) * | 1986-09-22 | 1988-08-07 | Московский Институт Электронного Машиностроения | Frequency multiplier |
US20070205844A1 (en) * | 2003-12-19 | 2007-09-06 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Frequency Multiplying Arrangements and a Method for Frequency Multiplication |
RU2380822C2 (en) * | 2008-01-09 | 2010-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Harmonic frequency multiplier |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU191295U1 (en) * | 2019-04-17 | 2019-08-01 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) | HARMONIC FREQUENCY FREQUENCY Multiplier |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Namboodiri et al. | Unipolar and bipolar PWM inverter | |
JP2008536432A (en) | Mixer circuit | |
RU2646319C1 (en) | Sequential resonance generator | |
US4319204A (en) | Phase modulated square wave generator | |
RU2533314C1 (en) | Harmonic frequency multiplier | |
RU2380822C2 (en) | Harmonic frequency multiplier | |
JPH04290301A (en) | Frequecy doubling device | |
RU2581569C1 (en) | Frequency doubler for sinusoidal signal | |
RU169928U1 (en) | HARMONIC FREQUENCY FREQUENCY Multiplier | |
CN210137303U (en) | Sine wave generating circuit and PDLC display | |
Narasimhulu et al. | Comparative simulation analysis of harmonics in line-line output voltage of multilevel inverters for different modulation indices | |
RU174639U1 (en) | DEVICE FOR FORMING RADIO PULSES | |
RU173469U1 (en) | HARMONIC FREQUENCY FREQUENCY Multiplier | |
RU2440665C2 (en) | Frequency doubler | |
CN203181360U (en) | Double-full-bridge injection-locking power synthesis electrodeless lamp group | |
RU206024U1 (en) | SYNCHRONOUS DETECTOR | |
CN203181355U (en) | Double-full-bridge injection-locking power synthesis neon lamp | |
US3310755A (en) | D.c.-a.c. conversion circuit having output frequency which is independent of load and power supply variations | |
RU205933U1 (en) | AMPLITUDE MODULATOR | |
RU2783621C1 (en) | Modulator of amplitude-modulated signals | |
CN203181391U (en) | Double-full-bridge injection-locking power synthesis fluorescent lamp group | |
JP5786390B2 (en) | Rectifier circuit | |
RU182445U1 (en) | HARMONIC FREQUENCY FREQUENCY Multiplier | |
RU2008128616A (en) | Harmonic frequency doubler | |
Solanki et al. | Simulation of single phase unipolar sinusoidal pulse width modulation inverter with load voltage regulation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20190507 |