close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5747

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5747
(13) C1
(19)
7
(51) H 03B 5/12
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
ГЕНЕРАТОР С ЭЛЕКТРОННОЙ ПЕРЕСТРОЙКОЙ ЧАСТОТЫ
(21) Номер заявки: a 19990382
(22) 1999.04.22
(46) 2003.12.30
(71) Заявитель: Республиканское производственное унитарное предприятие "Лёс" (BY)
(72) Автор: Силков Роман Романович (BY)
(73) Патентообладатель: Республиканское
производственное унитарное предприятие "Лёс" (BY)
BY 5747 C1
(57)
1. Генератор с электронной перестройкой частоты, содержащий автогенератор на
транзисторе, который включен по схеме с общим коллектором, последовательно соединенные первый источник управляющего напряжения и первый развязывающий элемент,
последовательно соединенные второй источник управляющего напряжения и второй развязывающий элемент, первый, второй и третий варикапы, первый конденсатор, первый
вывод которого подключен к базе транзистора, второй конденсатор, первый вывод которого подключен к базе транзистора, а второй - к эмиттеру, третий конденсатор, первый
вывод которого подключен к эмиттеру, а второй - к общей шине, отличающийся тем, что
включает кольцевую катушку в виде разрезанного металлического кольца, содержащую
три отвода, и четвертый варикап, причем первый и второй отводы подключены к концам
металлического кольца в месте разреза, а третий отвод подключен к точке металлического
кольца, диаметрально противоположной разрезу, при этом первый и второй варикапы
включены встречно-последовательно, точка соединения их отрицательных выводов через
первый развязывающий элемент подключена к первому источнику управляющего напряжения, положительные выводы первого и второго варикапов подключены к первому и
второму отводу кольцевой катушки соответственно, второй отвод кольцевой катушки соединен с общей шиной, третий и четвертый варикапы включены встречно-последовательно,
BY 5747 C1
точка соединения их отрицательных выводов подключена ко второму отводу первого
конденсатора и через второй развязывающий элемент ко второму источнику управляющего напряжения, положительный вывод третьего варикапа соединен с третьим отводом
кольцевой катушки, положительный вывод четвертого варикапа соединен с общей шиной.
2. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что кольцевая катушка выполнена из материала с малым удельным сопротивлением.
3. Генератор по п. 2, отличающийся тем, что разрезанное металлическое кольцо имеет форму плоской шайбы, для которой выполнено соотношение
(R2-R1) > h,
где R1 - внутренний радиус кольца;
R2 - внешний радиус кольца;
h - высота кольца,
а величина разреза кольца меньше высоты кольца.
4. Генератор по п. 2, отличающийся тем, что разрезанное металлическое кольцо имеет форму плоского обруча, для которого выполнено соотношение
(R2-R1) < h,
а величина разреза кольца меньше высоты кольца.
5. Генератор по п. 2, отличающийся тем, что разрезанное металлическое кольцо имеет форму круглого обруча, для которого выполнено соотношение
(R2-R1) = h,
а величина разреза кольца меньше высоты кольца.
(56)
RU 2042260 C1, 1995.
US 3866138 A, 1975.
SU 1817634 A1, 1996.
US 4939481 A, 1990.
US 5900788 A, 1999.
EP 02922077 A2, 1988.
Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в системах преобразования частоты.
Известен генератор, содержащий усилитель и фильтр на поверхностной магнитостатической волне, включающий расположенные на намагниченной ферритовой пленке первый и второй воспринимающие преобразователи и возбуждающий преобразователь, к
которому подсоединен выход усилителя, вход усилителя подключен к первому воспринимающему преобразователю, при этом второй воспринимающий преобразователь является
выходом генератора [1].
Однако известный генератор обладает недостаточно широкой полосой перестройки.
Известен также генератор, содержащий усилитель, между входом и выходом которого
подключена цепь положительной обратной связи, в которую последовательно включены
полоснопропускающий фильтр и основной тракт первого направленного ответвителя, к
вспомогательному тракту которого подключен первый резонатор, в цепь положительной
обратной связи последовательно с основным трактом первого направленного ответвителя
включен основной тракт введенного второго направленного ответвителя, боковой тракт
которого подключен к введенному второму резонатору, первый и второй резонаторы выполнены в виде кольцевых резонаторов бегущей волны [2].
Однако данный генератор обладает недостаточно широким диапазоном перестройки
частоты.
2
BY 5747 C1
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является
генератор с электронной перестройкой частоты, содержащий автогенератор на транзисторе, который включен по схеме с общим коллектором, первый варикап, включенный в цепь
коллектора транзистора второй и третий варикапы, первый и второй диодные ключи, первый и второй отрезки микрополосковых линий, первый и второй источники управляющего напряжения, первый конденсатор, один вывод которого подключен к базе транзистора,
второй и третий конденсаторы, первый и второй развязывающие элементы, первый отрезок микрополосковой линии, второй варикап, второй конденсатор, первый и второй диодные ключи, третий конденсатор, третий варикап и второй отрезок микрополосковой линии
включены последовательно, при этом точка соединения первого и второго диодных ключей подключена непосредственно ко второму выводу первого конденсатора и через дроссель к общей шине, первый источник управляющего напряжения подключен через первый
развязывающий элемент к точке соединения второго диодного ключа и третьего конденсатора [3].
Генератор, являющийся прототипом, обладает достаточно широким диапазоном перестройки частоты, но недостаточно низким коэффициентом шума из-за диодных ключей,
которые обладают конечным сопротивлением и снижают добротность резонансной системы.
Техническая задача, решаемая данным изобретением, - снижение коэффициента шума
с сохранением достаточно широкого диапазона перестройки частоты.
С этой целью в генератор с электронной перестройкой частоты, содержащий автогенератор на транзисторе, который включен по схеме с общим коллектором, последовательно соединенные первый источник управляющего напряжения и первый развязывающий
элемент, последовательно соединенные второй источник управляющего напряжения и
второй развязывающий элемент, первый, второй и третий варикапы, первый конденсатор,
первый вывод которого подключен к базе транзистора, второй конденсатор, первый вывод
которого подключен к базе транзистора, а второй - к эмиттеру, третий конденсатор, первый вывод которого подключен к эмиттеру, а второй - к общей шине, введены кольцевая
катушка в виде разрезанного металлического кольца, содержащая три отвода, и четвертый
варикап, причем первый и второй отводы подключены к концам металлического кольца в
месте разреза, а третий отвод подключен к точке металлического кольца, диаметрально
противоположной разрезу, при этом первый и второй варикапы включены встречнопоследовательно, точка соединения их отрицательных выводов через первый развязывающий элемент подключена к первому источнику управляющего напряжения, положительные выводы первого и второго варикапов подключены к первому и второму отводу
кольцевой катушки соответственно, второй отвод кольцевой катушки соединен с общей
шиной, третий и четвертый варикапы включены встречно-последовательно, точка соединения их отрицательных выводов подключена ко второму отводу первого конденсатора и
через второй развязывающий элемент ко второму источнику управляющего напряжения,
положительный вывод третьего варикапа соединен с третьим отводом кольцевой катушки,
положительный вывод четвертого варикапа соединен с общей шиной, при этом:
кольцевая катушка выполнена из материала с малым удельным сопротивлением;
разрезанное металлическое кольцо имеет форму плоской шайбы, для которой выполнено соотношение (R2-R1) > h,
где R1 - внутренний радиус кольца;
R2 - внешний радиус кольца;
h - высота кольца,
а величина разреза кольца меньше высоты кольца;
разрезанное металлическое кольцо имеет форму плоского обруча, для которого выполнено соотношение (R2-R1) < h,
а величина разреза кольца меньше высоты кольца;
3
BY 5747 C1
разрезанное металлическое кольцо имеет форму круглого обруча, для которого выполнено соотношение (R2-R1) = h,
а величина разреза кольца меньше высоты кольца.
На фигуре изображена структурная схема генератора с электронной перестройкой
частоты. Генератор содержит первый 1 и второй 2 источники управляющего напряжения,
первый 3 и второй 4 развязывающие элементы, первый варикап 5, второй варикап 6, кольцевую катушку 7, первый отвод кольцевой катушки 8, второй отвод кольцевой катушки 9,
третий отвод кольцевой катушки 10, третий варикап 11, четвертый варикап 12, первый
конденсатор 13, второй конденсатор 14, третий конденсатор 15, транзистор 16, источник
питания генератора 17, выход генератора 18, первый 19 и второй 20 базовые резисторы,
резистор в цепи коллектора 21, резистор в цепи эмиттера 22, конденсатор в цепи коллектора 23.
Резонатор генератора образован кольцевой катушкой 7, емкостью первого варикапа 5,
второго варикапа 6, третьего варикапа 11, четвертого варикапа 12, емкостью второго конденсатора 14 и третьего конденсатора 15, при этом первый конденсатор 13 выполняет
роль разделительного генератора.
Генератор работает следующим образом. От источника питания 17 напряжение поступает на генератор. Допустим, напряжение U1 от первого источника управляющего напряжения 1 больше напряжения U2 от второго источника управляющего напряжения 2, при
котором С2 > С1, где: C1 - величина емкости, образованная первым 5 и вторым 6 варикапами; C2 - величина емкости, образованная третьим 11, четвертым 12 варикапами и последовательным соединением второго конденсатора 14 и третьего конденсатора 15.
Так как С2 > С1, то происходит повышенная трансформация входного сопротивления
Rв×т транзистора 16 на первый и второй отводы кольцевой катушки, при этом коэффициент трансформации резонатора h > 1, что приводит к увеличению напряжения и уменьшению тока между первым 8 и вторым 9 отводом кольцевой катушки 7 и увеличению тока и
уменьшению напряжения между третьим отводом 10 кольцевой катушки 7 и общей шиной, при этом первый контур, образованный емкостью С1 и полной индуктивностью кольцевой катушки 7 разгружается, а второй контур, образованный емкостью С2 и двумя
половинками кольцевой катушки 7, нагружается, в результате чего возникают колебания в
первом контуре с частотой fн и на выходе генератора 18 появляются колебания с частотой
fн, при этом третий варикап 11, четвертый варикап 12, второй конденсатор 14 и третий
конденсатор 15 вносят в резонатор емкостное сопротивление.
Допустим, что напряжение U2 от второго источника управляющего напряжения 2
больше напряжения U1 от первого источника управляющего напряжения 1, при котором
С1 > С2. В этом случае происходит пониженная трансформация входного сопротивления
транзистора 16 на первый и второй отводы кольцевой катушки 7, при этом коэффициент
трансформации резонатора h < 1, и второй контур, образованный емкостью С2 и двумя
половинками кольцевой катушки 7, разгружается, а первый контур, образованный емкостью C1 и кольцевой катушкой 7, нагружается, в результате чего возникают колебания во
втором контуре, образованном емкостью варикапов 11 и 12, вторым конденсатором 14,
третьим конденсатором 15 и двумя половинками кольцевой катушки 7, при этом первый
варикап 5 и второй варикап 6 вносят в резонатор емкостное сопротивление и в резонаторе
возникают колебания с частотой fв и на выходе генератора 18 возникают колебания с частотой fв.
Так как С1 отличается на незначительную величину от С2, а длина пробега электронов
во втором контуре в два раза меньше, чем в первом контуре, то соотношение верхней и
нижней частоты генератора определяется следующей зависимостью:
fв
= (1 + K ф ) ,
fн
4
BY 5747 C1
где Кф - коэффициент формы разрезанного кольца, зависящий от величины объема Vт токоведущей части кольца и изменяющийся при Vт > 0, Кф → 1, 0 < Кф < 1.
Это объясняется тем, что при выполнении кольцевой катушки в виде разрезанного металлического кольца формы плоской шайбы, при котором (R2 - R1) >> h, в резонаторе геε ⋅S
нератора возникает паразитная емкость Сn, величина которой определяется Cп =
, где
в
ε - диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между плоской
шайбой и общей шиной; S - площадь токоведущей части разрезанного кольца; в - расстояние между разрезанным кольцом и общей шиной. В результате этого ограничивается величина изменения частоты fв, так как эта емкость подключена параллельно двум
половинкам разрезанного кольца.
При выполнении кольцевой катушки в виде разрезанного металлического кольца
формы плоского обруча, при котором h >> (R2 - R1), паразитная емкость резонатора определяется как
C п = 4π 2 εR 2 : l п (в + в 2 - h 2 / h ) ,
где R2 - внешний радиус кольцевой катушки;
ε - диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между разрезанным кольцом формы плоского обруча;
в - расстояние между разрезанным кольцом и общей шиной;
h - высота разрезанного металлического кольца.
При выполнении кольцевой катушки в виде разрезанного металлического кольца формы круглого обруча паразитная емкость резонатора определяется аналогично как при выполнении разрезанного металлического кольца формы плоского обруча, при этом h = Д,
где Д - диаметр токоведущей части разрезанного кольца.
Источники информации:
1. А.с. СССР 1469534, МПК4 Н 03В 5/18, 1989.
2. А.с. СССР 1646040, МПК5 Н 03В 5/18, 1991.
3. А.с. СССР 2042260, МПК6 Н 03В 5/12, 1995 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
139 Кб
Теги
by5747, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа