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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 무선 펄스 주파수 곱셈. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전
안정성, 교정 정확도 및 주파수 판독에 대한 최신 요구 사항을 충족하는 단파 아마추어 라디오 방송국 및 측정 기기를 설계할 때 상당한 어려움에 직면하게 됩니다. 가장 중요한 것은 매우 안정적이고 정확하게 보정된 기준 주파수를 얻는 것입니다. 고정 주파수를 얻는 가장 쉬운 방법은 적절한 주파수에 대한 공진기가 있는 수정 발진기를 사용하는 것입니다. 그러나 필요한 주파수에 대해 수정 공진기를 선택하는 것이 항상 가능한 것은 아니며, 또한 공진기에는 튜닝 요소로 항상 보상할 수 없는 주파수 확산이 있습니다. 고정 주파수를 얻는 다른 일반적인 방법은 직접 저주파 발진기 주파수 곱셈과 헤테로다인입니다. 직접 주파수 곱셈의 방법은 발전기 G의 고조파 진동이 직사각형, 코사인 또는 기타 비디오 시퀀스로 변환되는 NE(그림 1, a)의 비선형 요소 입력에 공급된다는 사실에 있습니다. 주기가 T이고 펄스 지속 시간이 t인 펄스.
비디오 펄스의 스펙트럼(그림 1b)은 기본 주파수의 배수인 고조파로 구성되며, 그 진폭은 고조파 수가 증가함에 따라 감소합니다. 따라서 높은 수의 고조파를 사용하는 것은 낮은 수준과 원하는 고조파 필터링(F 필터 사용)의 어려움 때문에 비실용적입니다. 승수의 에너지 출력 스펙트럼은 변환 효율의 특성을 나타냅니다.
여기서 Рс는 유용한 고조파의 힘입니다. Рtot - 모든 구성 요소의 힘. NE 출력에서 신호의 "순도"는 측면 고조파 계수가 특징입니다.
여기서 Up은 유용한 고조파의 진폭이고 Ub는 인접 고조파의 진폭입니다. 사용된 고조파의 수가 증가함에 따라 효율이 증가함을 표에서 알 수 있습니다. 전환율이 매우 빠르게 감소합니다. 따라서 곱셈 계수가 몇 단위(보통 3-5)를 넘지 않는 경우 비디오 펄스 배율기를 사용하는 것이 좋습니다. 큰 곱셈 요소를 얻으려면 출력에서 선택 요소와 직렬로 여러 곱셈 및 증폭 단계를 켜야 합니다.
짧은 직사각형 비디오 펄스의 스펙트럼은 고조파가 더 풍부합니다. 표는 코사인 펄스의 경우보다 고조파 수가 증가함에 따라 n이 더 천천히 감소하지만 여전히 작은 값임을 보여줍니다. 측면 고조파 계수가 크고 스펙트럼의 유해 성분을 감쇠시키기 위해 복잡한 선택 장치가 필요합니다. 주파수 그리드가 헤테로다인에 의해 형성되면 수정 공진기의 선택, 주파수 맞춤 또는 조정에 문제가 있습니다. 무선 펄스 주파수 배율기 최대 1000 개의 고조파를 사용할 수있는 무선 펄스 주파수 곱셈 방법은 1952 년 V. I. Grigulevich가 우리나라에서 처음 제안했습니다. 이 방법의 놀라운 특성은 또한 거의 이상적인 스펙트럼을 얻을 수 있다는 것입니다. 이것은 변환된 신호가 특정 조건을 만족하는 고주파 충전(무선 펄스)이 있는 일련의 펄스 형태로 제공된다는 사실에 의해 달성됩니다. 무선 펄스와 비디오 펄스(그림 1, b 참조)의 경우 스펙트럼의 고조파 사이의 모양, 너비 및 거리는 펄스의 모양, 지속 시간 및 반복률에 의해 결정됩니다. 또한 펄스 충전 주파수는 주파수 축에서 스펙트럼 포락선의 최대 위치를 결정합니다. 주파수 축에서 고조파의 위치는 펄스에서 펄스로 진동의 초기 위상 변화 법칙에 따라 달라집니다. 개별 펄스의 고주파 충전의 초기 위상이 무작위 법칙에 따라 변경되면 주파수 축의 고조파 위치도 무작위 값을 취합니다. 이러한 무선 펄스 시퀀스의 스펙트럼은 엔벨로프 내에서 연속적(노이즈)입니다. 무선 펄스의 초기 위상이 일관된 경우, 즉 무선 펄스는 하나의 연속 사인파 진동(그림 2, a)에서 "절단"되고 스펙트럼 포락선의 최대값(그림 2, a)입니다. XNUMX, b)는 채움 주파수(fo)와 일치하며 주파수 축 상의 고조파의 위치는 채움 주파수에 의해 결정되는데, 이는 이 경우의 단점이다. 이러한 진동은 직사각형 펄스에 의해 변조된 연속적인 것으로 간주될 수 있습니다.
무선 펄스의 초기 위상 P3이 동일하고 일정하면(인접한 펄스의 고주파수 채우기 사이에 일정한 위상 변이가 있음) 펄스 시퀀스는 순전히 주기적이 됩니다(그림 3a). 이러한 시퀀스의 스펙트럼(그림 XNUMXb)은 반복 주파수의 배수이고 충전 주파수에 의존하지 않는 고조파로 구성됩니다.
따라서 이 경우 반복 빈도를 곱하는 효과가 발생합니다. 최대 진폭을 갖는 고조파의 주파수는 듀티 사이클에 가깝습니다. 스퓨리어스 고조파, 특히 인접한 두 고조파의 감쇠는 크게 얻어질 수 있으며, 그 결과 승수 출력에서 필터에 대한 요구 사항을 크게 줄일 수 있습니다. 인접 고조파 진폭의 감소 비율은 펄스 지속 시간에 따라 다릅니다. m이 클수록 fо에 더 가깝고 엔벨로프의 0,9이 더 자주 위치할수록 고조파 감쇠가 더 빨라집니다. 이것은 효율성을 높이고 측면 고조파 계수를 줄이려면 m/T 비율을 높여야 함을 의미합니다. m/T의 실질적으로 달성 가능한 최대 값은 0,95-0,9 범위에 있습니다. 이 경우 계수 n은 0,1의 값에 도달하고 y=0,5입니다. 그러나 비율이 m/T=0,5인 경우에도 무선 펄스 곱셈은 비디오 펄스 곱셈에 비해 상당한 이점이 있어 n=0,6 및 y=XNUMX 값을 제공합니다. 무선 펄스 주파수 배율기를 구성하는 방법. 무화과에. 도 4는 무선 펄스 주파수 곱셈의 원리에 기반한 국부 발진기의 블록도를 보여준다.
KG 수정 발진기의 진동은 NO의 비선형 요소에 공급됩니다. 비선형 요소 후에 형성된 비디오 펄스는 자체 발진기 G의 발진이 발생하거나 파괴되는 조건을 생성하는 RE의 제어 요소에 공급됩니다. 주파수의 안정성은 필수적이지 않습니다. 작동 고조파의 진폭은 그것에 따라 달라지지만 고조파 주파수의 안정성은 석영 발생기의 안정성에 의해 결정됩니다. 고주파 충전 진동이 발생하는 과정은 각 펄스에 대해 동일한 방식으로 발생해야 합니다(그림 3a). 유사한 프로세스는 자동 발전기에서만 수행할 수 있습니다. 실제 회로는 자체 발진을 방해하는 데 사용되는 매개 변수에 따라 다양한 방식으로 구성할 수 있습니다. 단파 범위의 저전력 발생기에서는 회로의 등가 저항이 변경된 회로를 사용하는 것이 좋습니다. 이러한 회로의 작동 원리는 그림 5을 참조하여 설명할 수 있습니다. XNUMX.
LC 회로는 자체 발진기 G의 발진 시스템입니다. 발진 회로와 병렬로 다이오드 D가 분리 커패시터 SB를 통해 연결됩니다. GI 생성기의 바이폴라 비디오 펄스는 저항 R을 통해 다이오드에 공급됩니다. 양의 펄스가 다이오드에 도달하는 순간 다이오드가 잠기고 발전기에서 자체 발진이 발생하기 시작합니다. 네거티브 펄스 동안 다이오드는 회로를 열고 션트합니다. 발전기의 진동이 고장납니다. 다이오드가 잠겨 있을 때 회로를 너무 많이 분로시키지 않도록 저항 R을 선택해야 합니다. 다이오드 대신 트랜지스터 또는 램프를 사용할 수 있습니다. 무화과에. 도 6은 램프 특성의 기울기를 구동 파라미터로 사용한 회로를 나타낸다.
펄스가 수신되면 램프의 양극 전압이 상승하고 양극 전류가 증가하여 고주파 발진이 발생합니다. 펄스가 없으면 양극의 전압이 떨어지고 진동이 끊어집니다. 램프의 그리드 회로에서도 유사한 기울기 제어를 구현할 수 있습니다. 무화과에. 도 7은 트랜지스터를 사용하는 회로의 변형을 보여준다.
피드백 계수가 여기 매개변수로 사용되는 회로가 있습니다. 펄스 성형 장치는 고조파 누출을 방지하기 위해 잘 차폐되어야 합니다. 전원 회로의 우수한 필터링, 일반 설치 규칙 준수 및 디커플링 사용이 필요합니다. 스퓨리어스 간섭 및 방사와 싸우는 근본적인 방법 중 하나는 낮은 수준에서 신호를 형성하는 것입니다. 따라서 트랜지스터 회로를 사용하는 것이 특히 좋습니다. 동시에 장비의 크기, 무게 및 에너지 소비도 감소합니다. 아마추어 단파 및 측정 장비의 설계자에게는 고정 주파수를 얻기 위해 위에서 설명한 방법이 매력적일 수 있습니다. 그런 다음 회로 구성에 대한 위의 원칙을 사용하여 창의성 요소를 회로에 도입하면 설계자는 다른 기술 솔루션 중에서 이 방법에 대한 위치를 찾을 수 있습니다. 문학: 1. V. I. 그리굴레비치. 주파수를 곱하는 새로운 방법. "Elektrosvyaz", 1956, 6번.
저자: T. Labutin (UA3CR); 간행물: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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