SU819929A1

SU819929A1 - Electric oscillation generator

Info

Publication number: SU819929A1
Application number: SU762327407A
Authority: SU
Inventors: Василий Павлович Прудкий; Александр Павлович Ханюков
Priority date: 1976-02-27
Filing date: 1976-02-27
Publication date: 1981-04-07

Description

(54) ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ(54) ELECTRIC OSCILLATIONS GENERATOR

1one

Изобретение относитс к радиотехнике и может быть использовано в качестве источника гармонических колебаний в промышленных и экспериментальных установках различного назначени .The invention relates to radio engineering and can be used as a source of harmonic oscillations in industrial and experimental installations for various purposes.

Известны генераторы электрических колебаний , содержащие усилитель, замкнутый с выхода на вход цепью положительной обратной св зи I.Electric oscillators are known that contain an amplifier closed from the output to the input by a positive feedback circuit I.

Данные генераторы обладают тем недостатком , что услови самовозбуждени могут выполн тьс дл нескольких гармонических составл ющих, что приводит к генерации колебаний несинусоидальной формы .These generators have the disadvantage that self-excitation conditions can be fulfilled for several harmonic components, which leads to the generation of non-sinusoidal oscillations.

Неиболее близким техническим решением к данному изобретению вл етс генератор , содержащий усилитель, замкнутый с выхода на вход цепьюположительной обратной св зи, включающий частотноизбирательное устройство в виде объемного резонатора 2.A closest technical solution to the present invention is a generator comprising an amplifier closed from the output to the input of a positive feedback circuit including a frequency selective device in the form of a cavity resonator 2.

Однако такой генератор электрических колебаний очень чувствителен к изменени м нагрузки. Изменение величины нагрузки приводит к изменению частоты генерируемых колебаний. Это обусловлено тем, что изменение нагрузки приводит к изменению резонансной частоты колебательного контура генератора и, кроме того, сигнал, отраженный от нагрузки, поступает непосредственно , в усилитель, измен услови его работы. Целью изобретени вл етс повышение стабильности частоты генератора при изменении параметров нагрузки.However, such an oscillator is very sensitive to changes in load. A change in the load value leads to a change in the frequency of the oscillations generated. This is due to the fact that a change in the load leads to a change in the resonant frequency of the oscillating circuit of the generator and, in addition, the signal reflected from the load goes directly to the amplifier, changing the conditions of its operation. The aim of the invention is to increase the stability of the frequency of the generator when the load parameters change.

Поставленна цель достигаетс тем, что в цепь обратной св зи усилител включен резонатор бегущей волны, подключенныйThe goal is achieved by the fact that a traveling wave resonator connected

ко входу и выходу усилител и к нагрузке через направленные ответвители.to the input and output of the amplifier and to the load through directional couplers.

Резонатор представл ет собой направленный фильтр бегущей волны. В случае работы генератора на нагрузку с большим коэффициентом отражени или при использовании направленных ответвителей с недостаточной направленностью в резонатор бегущей волны может быть включён невзаимный элемент, например невзаимный фазовращатель .The resonator is a directional traveling wave filter. In the case of a generator operating at a load with a high reflection coefficient or when using directional couplers with insufficient directionality, a non-reciprocal element, for example a non-reciprocal phase shifter, may be included in the traveling-wave resonator.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого генератора электрических колебаний .The drawing shows the block diagram of the proposed generator of electrical oscillations.

Генератор электрических колебаний содержит соединенные последовательно усилитель 1, фазовращатель 2 и резонатор бегущей волны 3.The generator of electrical oscillations contains connected in series amplifier 1, phase shifter 2 and traveling wave resonator 3.

Резонатор бегущей волны включен в цепь обратной св зи с помощью направленных ответвителей 4 и 5, первичные плечи которых св заны с резонатором бегущей волны 3, вторичные - соответственно с балластными нагрузками 6 и 7, со входом фазовращател 2 и выходом усилител 1. Направленный ответвитель 8 первичными плечами подключен к резонатору бегущей волны 3 а вторичными - к балластной нагрузке 9 и к полезной нагрузке 10.The traveling wave resonator is connected to the feedback circuit using directional couplers 4 and 5, the primary arms of which are connected to the traveling wave resonator 3, the secondary ones with ballast loads 6 and 7, respectively, with the input of the phase shifter 2 and the output of amplifier 1. Directional coupler 8 primary shoulders connected to the cavity traveling wave 3 and the secondary - to the ballast load 9 and to the payload 10.

В случае работы генератора на нагрузку с больщим коэффициентом отражени или в случае использовани направленных ответвителей с большим коэффициентом отражени в резонатор бегущей волны 3 может включатьс невзаимный фазовращатель.In the case of a generator operating on a load with a high reflection coefficient, or in the case of using directional couplers with a high reflection coefficient, a non-reciprocal phase shifter may be turned on in the traveling wave resonator 3.

Генаратор работает следующим образом .The generator works as follows.

Сигнал с выхода усилител 1 поступает в одно из плеч направленного ответвител 5, вл ющегос входом резонатора бегущей волны 3, и возбуждает в нем бегущую волну, распростран ющуюс в направлении, определ емом конструкцией направленного ответвител 5.The signal from the output of amplifier 1 enters one of the arms of the directional coupler 5, which is the input of the traveling wave 3 resonator, and excites in it the traveling wave propagating in the direction determined by the design of the directional coupler 5.

Электрическа длина резонатора бегущей волны 3 выбрана равной целому числу длин волн, при этюм он оказываетс настроенным в резонанс, амплитуда сигнала в нем максимальна. Часть сигнала, циркулирующего в резонаторе бегущей волны 3 через направленный ответвитель 8, поступает в полезную нагрузку 10. При прохождении сигнала через направленный ответвитель 4 сигнал делитс - часть его поступает на вход фазовращател 2, а друга часть - на вход направленного ответвител 5.The electric length of the traveling-wave resonator 3 is chosen equal to an integer number of wavelengths, with this case it turns out to be tuned to resonance, the signal amplitude in it is maximum. A portion of the signal circulating in the cavity of the traveling wave 3 through the directional coupler 8 enters the payload 10. When the signal passes through the directional coupler 4, the signal is divided - part of it goes to the input of the phase shifter 2, and the other part to the input of the directional coupler 5.

При прохождении направленного ответвител 5 сигнал в плече d складываетс в фазе с сигналом, поступившим с выхода усилител 1 в плечо а, и в противофазе в плече в. При оптимальной величине коэффициента св зи направленного ответвител в балластную нагрузку 7 полезна мощность генерируемого сигнала не поступает. Величина оптимального коэффициента св зи определ етс по формулеWith the passage of the directional coupler 5, the signal in arm d folds in phase with the signal received from the output of amplifier 1 in arm a, and in antiphase in arm c. At the optimum value of the coupling coefficient of the directional coupler, the net power of the generated signal is not supplied to the ballast load 7. The magnitude of the optimal coupling coefficient is determined by the formula

Сопт Vi-VSopt Vi-V

где Cort -коэффициент св зи по напр жению ,where Cort is the voltage coefficient of the voltage

Л суммарное затухание при одноразовой циркул ции. Сигнал, отраженный от полезной нагрузки 10, прежде чем поступить в резонатор бегущей волны 3 делитс направленным ответвителем 8, при этом часть отраженного сигнала nocTynaet в балластную нагрузку 9,L is the total attenuation during a one-time circulation. The signal reflected from the payload 10, before entering the traveling wave resonator 3, is divided by the directional coupler 8, with the part of the reflected signal nocTynaet into the ballast load 9,

а оставша с часть отраженного сигнала циркулирует в резонаторе бегущей волны 3 в направлении, обратном направлению циркул ции генерируемого сигнала, и не оказывает вли ни на параметры сигнала, распростран ющегос в пр мом направлении. При этом часть циркулирующего сигнала поступает в балластную нагрузку 6, и лищь оставша с после двухкратного делени часть отраженного сигнала поступает на выход усилител 1. Таким образом, достигаетс уменьшение вли ни стриженного от на грузки сигнала на стабильность генерируемых колебаний. При включении в резонатор бегущей волны 3 невзаимного фазовращател дл -отраженного от нагрузки сигнала, циркулирующего в резонаторе бегущей волны 3 в обратном направлении, электрическа длина резонатора бегущей волны 3 отличаетс от резонансной. В этом случае резонатор бегущей волны 3 дл отраженного сигнала оказываетс расстроенным, амплитуда отраженного сигнала в нем минимальна , что приводит к дальнейшему уменьшению вли ни изменени параметров нагрузки на стабильность генерируемых колебаний .The remaining part of the reflected signal circulates in the cavity of the traveling wave 3 in the direction opposite to the direction of circulation of the generated signal and does not affect the parameters of the signal propagating in the forward direction. At the same time, a part of the circulating signal enters the ballast load 6, and only the part of the reflected signal remaining after two times dividing goes to the output of amplifier 1. Thus, the effect of the clipped signal on the signal on the stability of the generated oscillations is reduced. When a non-reciprocal phase shifter is included in a traveling wave resonator 3 for a signal reflected from the load and circulating in the driving wave resonator 3 in the resonator, the electric length of the traveling wave resonator 3 differs from the resonant one. In this case, the traveling-wave resonator 3 for the reflected signal is detuned, the amplitude of the reflected signal in it is minimal, which further reduces the effect of changing load parameters on the stability of the generated oscillations.

Использование данного генератора электрических колебаний позвол ет повысить стабильность частоты при изменении параметров нагрузки. Он может быть применен в любом диапазоне частот. При этом отпадает необходимость в использовании дополнительных разв зывающих элементов, таких как буферные каскады, аттенюаторы, циркул торы, которые по стоимости и по размерам могут превышать стоимость и размеры самого генератора.The use of this generator of electrical oscillations makes it possible to increase the frequency stability with changing load parameters. It can be applied in any frequency range. In this case, there is no need to use additional decoupling elements, such as buffer cascades, attenuators, and circulators, which in terms of cost and size may exceed the cost and dimensions of the generator itself.

Claims

1.Gonorovskiy I.S. Radio 0 circuits and signals. M., 1971.

2. USSR author's certificate

No. 363173, cl. H 03 V 3/04, 1971 (prototype).

I