Резонансное умножение частоты

Умножением частоты будем называть операцию, в результате которой формируем сигнал, частота которого в целое число раз превышает частоту исходного сигнала.

Потребность в умножителях возникает, например, при создании источников гармонических колебаний с высокой стабильностью частоты, если непосредственное генерирование таких колебаний в заданном частотном диапазоне невозможно, однако в распоряжении имеется весьма стабильный низкочастотный генератор.

Для генерирования сигналов с высокой стабильностью частоты используют кварцевые резонаторы с большой добротностью. На СВЧ диапазоне реализовать кварцевый резонатор невозможно. Поэтому поступают следующим образом

При этом стабильность частоты остаётся.

Схема резонансного усилителя ничем не отличается от схемы резонансного усилителя, только резонансный контур настроен на частоту . Транзистор работает в нелинейном режиме как с отсечкой тока, так и без отсечки. Лучше с отсечкой тока.

Для полного использования мощности электронного прибора, уменьшение угла отсечки должно осуществляться при поддержании амплитуды тока постоянной. Для этого одновременно с изменением смещения нужно увеличивать амплитуду переменного напряжения на входе . Поэтому можно считать, что для умножителя частоты характерен режим работы с большими амплитудами входного напряжения. Оптимальный угол отсечки .

В идеальном случае на входе гармоническое колебание с утроенной частотой и постоянной амплитудой, если не учитывать влияние других составляющих, т.е. фильтр идеальный.

В реальной системе фильтр пропускает на выход не полностью подавленные другие составляющие, и в результате на выходе колебание не гармоническое, но близкое к нему.

Данный вид выходного напряжения объясняется ударным возбуждением контура и возникающими в нём колебаниями (чем выше добротность, тем дольше затухают колебания).

С увеличением коэффициента умножения амплитуда -гармоники тока быстро убывает. Поэтому обычно применяют каскады с коэффициентом умножения не более 5.

Резонансное амплитудное ограничение.

Ограничением амплитуды высокочастотных колебаний назовём такую операцию, в результате которой формируется то же самое колебание, амплитуда которого практически не меняется при изменении амплитуды исходного сигнала в некотором достаточно широком диапазоне.

В радиотехнике часто возникает необходимость устранить нежелательные изменения амплитуды высокочастотного колебания, возникающие из-за накладки помех на радиосигнал при передаче ЧМ колебаний через избирательные цепи.

Для этого используют амплитудные ограничители, представляющие собой сочетание нелинейного элемента и избирательной нагрузки (нелинейный резонансный усилитель). ВАХ НЭ должна иметь чётко выраженную горизонтальную часть. В качестве амплитудного ограничителя может быть использован НРУ.

Режим работы – напряжение смещения выбирается с учётом амплитуды входного сигнала, так, чтобы обеспечить работу на горизонтальном участке ВАХ.

ЛЕКЦИЯ 4