SU758429A1

SU758429A1 - Frequency multiplier

Info

Publication number: SU758429A1
Application number: SU782680438A
Authority: SU
Inventors: Павел Львович Глузман; Александр Иосифович Дворсон; Михаил Петрович Морозов
Original assignee: Рыбинский Авиационный Технологический Институт
Priority date: 1978-11-03
Filing date: 1978-11-03
Publication date: 1980-08-23

Description

(54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ Изобретение относитс к- электротехнике , автоматике и радиотехнике и может найти применение в различных преобразовательных устройствах, а также дл умножени частот инфранизкого диапазона. Известен умножитель частоты, содержсцций формирователь амплитудномодулированного сигнала и ферромагнитные сердечники с расположенными на них обмотками управлени , кажда из которых включена в одну из двух последовательных цепей, и выходными обмотками, соединенными последовательно по схеме суммировани , приче обмотки управлени первой из цепей имеют на каждом сердечнике разное число витков, и кажда из них включена встречно по отношению к соответствующей обмотке второй цепи flj Недостатком этого устройства вл етс низкийКПД, низкие массо-габаритные показатели, плоха форма выходного сигнала. Наиболее близким к устройству вл етс умножитель частоты, содержащий ферромагнитные сердечники, на каждом из которых расположены входма , выходна , управлгооща и вспомо гательна обмотки, причем кажда из входных, выходных и управл ющих обмоток соединена с аналогичными обMOTKatMH , расположенными на других сердечниках, образу согласно-последовательную цепь, а вспомогательные обмотки образуют две согласнопоследовательные цепи, св занные с источником посто нного напр жени , демодул тор,ко входу которого подключена цепь выходных обмоток,а выход соединен с выходными выводами,и генератор высокой частоты 23 Недбстатками умножител частоты вл ютс сложность схемы, обусловленна наличием формировател амплитуд но-модулированного сигнала и выпр мител , низкий КПД за счет потерь мощности при двойном преобразовании в цепи управлени (модул ци -дичодул ци ), искаженна форма выходного сигнала, что объ сн етс неидеальностью выпр г ител в цепи управлени наличием пульсаций на его выходе, в результате чего в выходном сигнале имеют место высшие гармонические соо тавл ющие. Цель изобретени - упрощение умножител частоты, повьаиение его КПД и улучшение формы выходного сигнала.(54) MULTIFIER OF FREQUENCY The invention relates to electrical engineering, automation, and radio engineering and can be used in various converter devices, as well as for multiplying the frequencies of the infra-low range. A frequency multiplier is known, the amplitude-modulated signal shaper and ferromagnetic cores with control windings located on them, each of which is included in one of two serial circuits, and output windings connected in series according to the summation circuit, the control winding of the first circuit have different on each core the number of turns, and each of them is turned on oppositely with respect to the corresponding winding of the second circuit flj. The disadvantage of this device is low KPD, low e mass-dimensional parameters, bad shape of the output signal. Closest to the device is a frequency multiplier containing ferromagnetic cores, each of which contains inputs, output, control, and auxiliary windings, each of the input, output, and control windings connected to similar MOTKatMH located on the other cores, in accordance with -sequential circuit, and the auxiliary windings form two matched-sequence circuits connected to a constant voltage source, a demodulator, to the input of which is connected an output circuit of outflow, and the output is connected to the output pins, and the high frequency generator 23 Nedbstatkami frequency multiplier are the complexity of the circuit, due to the presence of the generator of the amplitude-modulated signal and the rectifier, low efficiency due to power losses during double conversion bimodulation), a distorted output signal, which is explained by the non-ideality of the rectifier in the ripple control circuit at its output, resulting in higher harmonic components in the output signal Suitable. The purpose of the invention is to simplify the frequency multiplier, improve its efficiency and improve the shape of the output signal.

Указанна цель достигаетс тем, to в умножителе частоты, содержа- ем ферромагнитные сердечники, на аждом из которых расположены входа , выходна , управл юща и вспомоательна обмотки, причем кажда из ходных, выходных и управл ющих обмоток соединена с аналогичными обмотками , расположенными на других сердечниках, образу согласно-последовательную цепь, а вспомогательные о.бмотки образуют две согласнопоследовательные цепи, св занные с источником посто нного напр жени , демодул тор, ко входу которого подключена цепь выходных обмоток, а выход соединен с выходными выводами и генератор высокой частоты, цепь входных обмоток подключена к выходу генбгратора высокой частоты, цепь управл ющих обмоток подключена к входным выводам, а цепи вспомогательных обмоток включены между собой встречно .This goal is achieved in order to in the frequency multiplier, containing ferromagnetic cores, each of which has an input, output, control and auxiliary windings, each of the output, output and control windings connected to similar windings located on other cores to form a sequential circuit, and the auxiliary coils form two matched successive circuits connected to a constant voltage source, a demodulator, to the input of which a circuit of output windings is connected, the output is connected to the output terminals and a high-frequency generator, the input winding circuit is connected to the high-frequency generator, the control winding circuit is connected to the input terminals, and the auxiliary winding circuits are interconnected.

На чертеже дана .принципиальна схема умножител частоты.The drawing is a basic frequency multiplier circuit.

Умножитель частоты содержит ферромагнитные сердечники с расположенными на них входными Wg управл ющими W,вспомогательные Wgc выходными Ызы оймотками. Обмотки W соединены последовательно и согласно и подключены к генератору синусоидального сигнала высокой частоты Г . Обмотки соединены последовательно и согласно и св заны с входными выводами. Обмотки Wgcсоединены последовательно, объединены в две цепи, в каждой из которых они включены согласно, а цепи по отношению друг к другу соединены встречно и подключены к источнику посто нного напр жени ИП. Обмотки V/gbw.coединены последовательно , и согласно и через демодул тор Д св заны с выходными выводами. The frequency multiplier contains ferromagnetic cores with input Wg control W located on them, auxiliary Wgc output drivers. The windings W are connected in series and according to and connected to a generator of a sinusoidal high frequency signal G. The windings are connected in series and in accord with and connected to the input pins. The windings Wgc are connected in series, combined in two circuits, in each of which they are connected according to each other, and the circuits are interconnected in relation to each other and connected to a constant voltage source PI. The windings V / gbw.connected in series, and according to and through demodulator D are connected to the output pins.

Схема работает следующим образом, В исходном состо нии (при отсут- ствии входного сигнала) все сердеч НИКИ под действием МДС обмоток V/ насыщены, поэтому трансформаци сигнала высокой частоты из обмоток W в обмотки происходит. По мере возрастани входного сигнала степень насыщени части сердечников, в которых .МДС создаваемые обмотками W,i, оказываютс действушщимн навстречу МДС обмоток W,уменьшаетс . При не ,котором значении входного сигнала пол обмоток W и . полностью компенсируют друг друга в сердечнике с наименьшим числом sHTkOB обмотки а дальнейошй рост входного сигнгша вновь вводит данный сердечник в насыщение , но уже под действием пол Обмотки W . Следовательно, рост входного Сигнала вызывает вначале возрастание амплитуды вЬходного .сигнгша данного управл емого транс 5орматора от нул до некоторого максимального значени , а затем - убивание вновь до нулевого значени .The circuit works as follows. In the initial state (in the absence of an input signal) all the NIC hearts under the action of the MDS windings V / are saturated, therefore the transformation of the high frequency signal from the windings W to the windings occurs. As the input signal increases, the degree of saturation of the part of the cores in which the MDS generated by the windings W, i, are effective towards the MDS windings W decreases. If not, the value of the input signal is the field of the windings W and. fully compensate each other in the core with the smallest number of sHTkOB windings and the further growth of the input signal again brings this core into saturation, but already under the action of the W winding floor. Consequently, an increase in the input Signal first causes an increase in the amplitude of the input signal of a given controlled transducer from zero to some maximum value, and then killing again to zero.

Таким образом, передаточна характеристика любого управл емого трансформатора , описывающа зависимость амплитуды его выходного сигнала отThus, the transfer characteristic of any controlled transformer, describing the dependence of its output signal amplitude on

мгновенного значени входного сигнала , подаваемого в обмотку W, имеет колоколообразный вид. Поскольку обмотки сердечников соединены последовательно и согласно, то наthe instantaneous value of the input signal supplied to the winding W has a bell-shaped appearance. Since the windings of the cores are connected in series and according to

вход демодул тора поступает сумма выходных ЭДС отдельных управл емых трансформаторов. При этом в св зи с тем, что обмотки Wg.вьшолнены с различнЕЛМи числами витков, колоколообраз-.input of the demodulator receives the sum of the output EMF of individual controlled transformers. In this case, due to the fact that the windings Wg. Are filled with different numbers of turns, bell-shaped.

5 ные характеристики оказываютс смещенными друг относительно друга. Результирующа характеристика системы управл елйлх трансформаторов, определ ема как сумма всех колоколо0 образных характеристик, имеет вид гребенчатой кривой, Число максимумов этой кривой определ етс количеством управл емых трансформаторов. Подбором чисел витков обмоток W и Wg можно добитьс равномерного расположени максимумов вдоль оси абсцисс и их равенства по оси ординат. Очевидно, что за один период из- менени входного сигнала поступающего на входные вьшоды, амплитудаThe five characteristics are offset from each other. The resulting characteristic of the transformer control system, defined as the sum of all bell-shaped characteristics, has the form of a comb curve. The number of maxima of this curve is determined by the number of transformers to be controlled. By selecting the number of turns of the windings W and Wg, it is possible to achieve a uniform arrangement of the maxima along the abscissa axis and their equality along the ordinate axis. Obviously, for one period of change in the input signal to the input outputs, the amplitude

0 гармонического сигнала на входе демодул тора измен ет свое значение от минимального до максимального 2п раз в св зи с тем, что передаточна характеристика системы управл емых.0 harmonic signal at the input of the demodulator changes its value from minimum to maximum 2n times due to the fact that the transfer characteristic of the system is controlled.

S трансформаторов имеет гребенчатый вид. Здесь п - число максимумов передаточной характеристики.S transformer has a comb appearance. Here n is the number of maxima of the transfer characteristic.

Умножение частоты в 2п раз происходит при определенной амплитуде вход ного сигнала, когда казкда его полувол на (положительна и отрицательна ) охватывает по п/2 максимумов гребенчатой характеристики. Измен дискретно амплитуду входного сигнала на величину, равную полуинтервалу между двум соседними максимумами гребенЦатой характеристики,можно измен ть коэффициент умножени , так как кое . jjH4ecTBO максимумов, охватываемых входным сигналом, измен етс .The frequency multiplication by 2n times occurs at a certain amplitude of the input signal, when its half-wave by (positive and negative) covers in n / 2 the maxima of the comb characteristic. By discretely varying the amplitude of the input signal by an amount equal to the half-interval between two adjacent maxima of the comb characteristic, the multiplication factor can be changed, since it is. The jjH4ecTBO maxima covered by the input signal vary.

За счет того, что обмотки У объединены в две цепи, в каждой из которах ег ОНИ включены согласно, а цепи по отношению друг к другу соединены .ног передаточна характеристика системы управл емых трансформаторов симметрична относительно оси ординат, т.е. положительна полуволна входёО ного сигнала вызывает по вление на выходе п периодов сигнала умноженной частоты (аналогично дл отрицательной полуволны),Due to the fact that windings Y are combined into two circuits, in each of which they are connected according to each other, and the circuits are connected to each other. The transfer characteristic of the system of controlled transformers is symmetric about the ordinate axis, i.e. a positive half-wave input signal causes the appearance at the output of n periods of the signal of a multiplied frequency (similarly for a negative half-wave),

Наличие в схеме д одул тора позвол ет вьщелить полезный сигнал умно сенной частоты из амплитудно-модулированного гарглонического сигнала.The presence in the scheme of an oscillator makes it possible to select the useful signal at a multifaceted frequency from an amplitude modulated garglonic signal.

Claims

1. US patent 326048, cl. 321-68, published. 1966.

2. USSR author's certificate

5 V 610264, cl. H 02 M 5/16, published. 1978

&

d0

V /

43

&