Mnożenie częstotliwości impulsów radiowych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Uwaga dla ucznia

 Komentarze do artykułu

Projektując krótkofalowe amatorskie stacje radiowe i przyrządy pomiarowe, które spełniają współczesne wymagania dotyczące stabilności, dokładności kalibracji i odczytu częstotliwości na skali, napotyka się znaczne trudności. Głównym z nich jest uzyskanie bardzo stabilnych, dokładnie skalibrowanych częstotliwości odniesienia.

Najłatwiejszym sposobem uzyskania stałych częstotliwości jest użycie oscylatora kwarcowego z rezonatorami dla odpowiednich częstotliwości. Jednak nie zawsze jest możliwe dobranie rezonatorów kwarcowych do wymaganych częstotliwości, a ponadto rezonatory mają rozpiętość częstotliwości, która nie zawsze może być skompensowana przez elementy strojenia. Inne popularne sposoby uzyskania stałych częstotliwości to bezpośrednie mnożenie częstotliwości oscylatora o niskiej częstotliwości i heterodynowanie.

Metoda bezpośredniego mnożenia częstotliwości polega na tym, że oscylacje harmoniczne z generatora G są podawane na wejście nieliniowego elementu NE (ryc. 1, a), które są konwertowane na sekwencję prostokątnego, cosinusowego lub innego wideo impulsy o okresie T i czasie trwania impulsu t.

Widmo impulsów wizyjnych (rys. 1b) składa się z harmonicznych będących wielokrotnościami częstotliwości podstawowej, których amplituda maleje wraz ze wzrostem liczby harmonicznej. Dlatego stosowanie harmonicznych o dużej liczbie jest niepraktyczne ze względu na ich niski poziom i trudność w filtrowaniu pożądanej harmonicznej (za pomocą filtra F).

Spektrum mocy wyjściowej mnożnika charakteryzuje wydajność konwersji

gdzie Рс jest mocą użytecznej harmonicznej; Рtot - moc wszystkich komponentów.

„Czystość” sygnału na wyjściu NE charakteryzuje się bocznym współczynnikiem harmonicznym

gdzie Up jest amplitudą użytecznej harmonicznej, Ub jest amplitudą sąsiedniej harmonicznej.

Z tabeli widać, że wraz ze wzrostem liczby wykorzystanej harmonicznej sprawność konwersja spada bardzo szybko. Dlatego użycie mnożnika impulsów wideo jest wskazane, gdy mnożnik nie przekracza kilku jednostek (zwykle 3-5). Aby uzyskać duże współczynniki mnożenia, konieczne jest włączenie kilku etapów mnożenia i wzmocnienia szeregowo z elementami selekcyjnymi na wyjściu.

Widmo krótkich prostokątnych impulsów wizyjnych jest bogatsze w harmoniczne: tabela pokazuje, że n maleje wolniej wraz ze wzrostem liczby harmonicznej niż w przypadku impulsów kosinusoidalnych, ale nadal jest wartością małą. Współczynnik harmonicznych bocznych jest duży, a do tłumienia szkodliwych składników widma wymagane są złożone urządzenia selektywne.

Jeżeli siatka częstotliwości jest tworzona przez heterodynowanie, to występują problemy z doborem rezonatorów kwarcowych, dopasowaniem lub regulacją ich częstotliwości.

Mnożniki częstotliwości impulsów radiowych

Metoda zwielokrotniania częstotliwości impulsów radiowych, która pozwala na wykorzystanie harmonicznych do 1000, została po raz pierwszy zaproponowana w naszym kraju przez V. I. Grigulevicha w 1952 roku. Niezwykłą właściwością tej metody jest również możliwość uzyskania niemal idealnego widma. Osiąga się to dzięki temu, że konwertowany sygnał otrzymuje postać ciągu impulsów z wypełnieniem o wysokiej częstotliwości (impulsy radiowe), który spełnia określone warunki.

W przypadku impulsów radiowych, a także impulsów wideo (patrz rys. 1, b), kształt, szerokość i odległość między harmonicznymi widma są określone przez kształt, czas trwania i częstotliwość powtarzania impulsów. Ponadto częstotliwość wypełniania impulsów określa położenie maksimum obwiedni widma na osi częstotliwości. Położenie harmonicznych na osi częstotliwości zależy od prawa zmian w początkowej fazie oscylacji z impulsu na impuls.

Jeżeli początkowe fazy wysokoczęstotliwościowego wypełnienia poszczególnych impulsów zmieniają się zgodnie z prawem losowym, to położenie harmonicznych na osi częstotliwości również przyjmuje wartości losowe. Widmo takiej sekwencji impulsów radiowych będzie ciągłe (szum) w obrębie obwiedni.

Jeśli początkowe fazy impulsów radiowych są spójne, to znaczy impulsy radiowe są niejako „wycięte” z jednej ciągłej oscylacji sinusoidalnej (ryc. 2, a), to maksimum obwiedni widma (ryc. 2, b) pokrywa się z częstotliwością wypełnienia (fo), a położenie harmonicznych na osi częstotliwości jest określone przez częstotliwość wypełnienia, co jest wadą tego przypadku. Takie oscylacje można uznać za ciągłe, modulowane impulsami prostokątnymi.

Ris.2.

Jeżeli początkowe fazy P3 impulsów radiowych są takie same i stałe (istnieje stałe przesunięcie fazowe między wysokoczęstotliwościowym wypełnieniem sąsiednich impulsów), to sekwencja impulsów staje się czysto okresowa (rys. 3a). Widmo takiego ciągu (rys. XNUMXb) składa się z harmonicznych będących wielokrotnościami częstotliwości repetycji i nie zależy od częstotliwości wypełnienia.

Dlatego w tym przypadku zachodzi efekt zwielokrotnienia częstotliwości powtórzeń. Częstotliwość harmonicznej o maksymalnej amplitudzie jest zbliżona do współczynnika wypełnienia. Można uzyskać znaczne tłumienie fałszywych harmonicznych, w szczególności dwóch sąsiednich, dzięki czemu można znacznie zmniejszyć wymagania stawiane filtrowi na wyjściu powielacza. Szybkość spadku amplitud sąsiednich harmonicznych zależy od czasu trwania impulsu. Im większe m, im bliżej fo i częściej znajdują się zera obwiedni, tym szybciej zanikają harmoniczne. Oznacza to, że w celu zwiększenia sprawności i obniżenia współczynnika harmonicznych bocznych konieczne jest zwiększenie stosunku m/T. Praktycznie osiągalne maksymalne wartości m/T leżą w przedziale 0,9-0,95. W tym przypadku współczynnik n osiąga wartość 0,9, a y=0,1. Ale nawet przy stosunku m/T=0,5, mnożenie impulsu radiowego ma znaczną przewagę nad mnożeniem impulsu wideo, zapewniając wartości n=0,5 i y=0,6.

Metody konstruowania mnożników częstotliwości impulsów radiowych.

Na ryc. 4 przedstawia schemat blokowy lokalnego oscylatora zbudowanego na zasadzie zwielokrotniania częstotliwości impulsów radiowych.

Ris.4

Oscylacje z oscylatora kwarcowego KG są podawane na nieliniowy element NO. Impulsy wideo powstające po elemencie nieliniowym są podawane do elementu sterującego RE, co stwarza warunki do wystąpienia lub przebicia drgań samoscylatora G. Stabilność jego częstotliwości nie jest istotna, ponieważ tylko zmiana od tego zależy amplituda harmonicznej roboczej, natomiast stabilność częstotliwości harmonicznej jest zdeterminowana stabilnością generatora kwarcowego. Konieczne jest, aby proces występowania wysokoczęstotliwościowych oscylacji wypełniających przebiegał w taki sam sposób dla każdego impulsu (rys. 3a). Podobny proces można przeprowadzić tylko w samooscylatorach. Praktyczne obwody mogą być konstruowane na różne sposoby, w zależności od tego, który z parametrów służy do zakłócania samooscylacji.

W generatorach małej mocy o zakresie krótkofalowym wskazane jest zastosowanie obwodu ze zmianą równoważnej rezystancji obwodu. Zasadę działania takiego obwodu można wyjaśnić za pomocą ryc. 5.

Ris.5

Obwód LC jest układem oscylacyjnym samooscylatora G. Równolegle do obwodu oscylacyjnego przez kondensator separujący SB połączona jest dioda D. Bipolarne impulsy wideo z generatora GI są podawane do diody przez rezystor R. W momentach, w których do diody docierają impulsy dodatnie, dioda jest zablokowana i w generatorze zaczynają pojawiać się samooscylacje. Podczas ujemnych impulsów dioda otwiera się i bocznikuje obwód. Drgania generatora ulegają awarii. Rezystor R musi być tak dobrany, aby po zablokowaniu diody nie zwierał zbytnio obwodu. Zamiast diody możesz użyć tranzystora lub lampy. Na ryc. 6 przedstawia obwód, w którym nachylenie charakterystyki lampy jest wykorzystywane jako parametr sterujący.

Ris.6

Gdy odbierane są impulsy, napięcie anodowe lampy wzrasta, prąd anodowy wzrasta i pojawiają się oscylacje o wysokiej częstotliwości. W przypadku braku impulsu napięcie na anodzie spada i oscylacje załamują się. Podobną kontrolę nachylenia można zaimplementować w obwodzie siatki lampy. Na ryc. 7 przedstawia wariant obwodu wykorzystujący tranzystory.

Istnieją obwody, w których współczynnik sprzężenia zwrotnego służy jako parametr wzbudzenia.

Urządzenia do kształtowania impulsów muszą być dobrze ekranowane, aby zapobiec wyciekom harmonicznych. Wymagane jest dobre filtrowanie obwodów mocy, przestrzeganie ogólnych zasad instalacji i stosowanie odsprzęgania. Jedną z radykalnych metod zwalczania fałszywych zakłóceń i promieniowania jest tworzenie sygnałów na niskich poziomach. Dlatego szczególnie wskazane jest stosowanie obwodów tranzystorowych. Jednocześnie zmniejsza się również gabaryty sprzętu, waga i zużycie energii.

Możliwe, że dla projektantów amatorskiej aparatury krótkofalowej i pomiarowej opisana powyżej metoda uzyskiwania stałych częstotliwości będzie kusząca. Następnie, korzystając z powyższych zasad konstruowania obwodów, wprowadzając do nich elementy kreatywności, projektanci będą mogli znaleźć dla tej metody swoje miejsce wśród innych rozwiązań technicznych.

literatura:

1. V. I. Grigulevich. Nowy sposób na zwielokrotnienie częstotliwości. „Elektroswiaz”, 1956, nr 6.
2. V. I. Grigulevich i N. Ya Immoreev. Konwersja częstotliwości impulsów radiowych. „Radio sowieckie”, 1966.
3. I. Kh. Rizkin. Mnożniki i dzielniki częstotliwości. „Komunikacja”, 1966.
4. B. Priestleya. Kalibrator kwarcowy VHF. Biuletyn RSGB, czerwiec 1967 r.

Autor: T. Labutin (UA3CR); Publikacja: N. Bolszakow, rf.atnn.ru

Zobacz inne artykuły Sekcja Uwaga dla ucznia.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Zawartość alkoholu w ciepłym piwie 07.05.2024

Piwo, jako jeden z najpopularniejszych napojów alkoholowych, ma swój niepowtarzalny smak, który może zmieniać się w zależności od temperatury spożycia. Nowe badanie przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców wykazało, że temperatura piwa ma znaczący wpływ na postrzeganie smaku alkoholu. Badanie prowadzone przez naukowca zajmującego się materiałami Lei Jianga wykazało, że w różnych temperaturach cząsteczki etanolu i wody tworzą różnego rodzaju skupiska, co wpływa na postrzeganie smaku alkoholu. W niskich temperaturach tworzą się bardziej piramidalne skupiska, co zmniejsza ostrość smaku „etanolu” i sprawia, że ​​napój ma mniej alkoholowy smak. Wręcz przeciwnie, wraz ze wzrostem temperatury grona stają się bardziej łańcuchowe, co skutkuje wyraźniejszym alkoholowym posmakiem. To wyjaśnia, dlaczego smak niektórych napojów alkoholowych, takich jak baijiu, może zmieniać się w zależności od temperatury. Uzyskane dane otwierają nowe perspektywy dla producentów napojów, ... >>

Główny czynnik ryzyka uzależnienia od hazardu 07.05.2024

Gry komputerowe stają się coraz popularniejszą formą rozrywki wśród nastolatków, jednak istotnym problemem pozostaje związane z nimi ryzyko uzależnienia się od gier. Amerykańscy naukowcy przeprowadzili badanie, aby określić główne czynniki przyczyniające się do tego uzależnienia i zaproponować zalecenia dotyczące jego zapobiegania. W ciągu sześciu lat obserwowano 385 nastolatków, aby dowiedzieć się, jakie czynniki mogą predysponować ich do uzależnienia od hazardu. Wyniki wykazały, że 90% uczestników badania nie było zagrożonych uzależnieniem, a 10% uzależniło się od hazardu. Okazało się, że kluczowym czynnikiem powstawania uzależnienia od hazardu jest niski poziom zachowań prospołecznych. Nastolatki o niskim poziomie zachowań prospołecznych nie wykazują zainteresowania pomocą i wsparciem innych, co może prowadzić do utraty kontaktu ze światem rzeczywistym i pogłębienia się uzależnienia od rzeczywistości wirtualnej, jaką oferują gry komputerowe. Na podstawie tych wyników naukowcy ... >>

Hałas drogowy opóźnia rozwój piskląt 06.05.2024

Dźwięki, które otaczają nas we współczesnych miastach, stają się coraz bardziej przeszywające. Jednak niewiele osób myśli o tym, jak ten hałas wpływa na świat zwierząt, zwłaszcza na tak delikatne stworzenia, jak pisklęta, które nie wykluły się jeszcze z jaj. Najnowsze badania rzucają światło na tę kwestię, wskazując na poważne konsekwencje dla ich rozwoju i przetrwania. Naukowcy odkryli, że narażenie piskląt zebry rombowatej na hałas uliczny może spowodować poważne zakłócenia w ich rozwoju. Eksperymenty wykazały, że zanieczyszczenie hałasem może znacznie opóźnić wykluwanie się piskląt, a pisklęta, które się wykluwają, borykają się z szeregiem problemów zdrowotnych. Naukowcy odkryli również, że negatywne skutki zanieczyszczenia hałasem rozciągają się na dorosłe ptaki. Zmniejszone szanse na rozrodczość i zmniejszona płodność wskazują na długoterminowe skutki, jakie hałas drogowy wywiera na dziką przyrodę. Wyniki badania podkreślają taką potrzebę ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Plecak z gumkami 23.08.2007 Amerykański wynalazca Lawrence Rome zauważył, że znaczna część siły osoby niosącej ładunek idzie na podnoszenie i opuszczanie tego ładunku z każdym krokiem. Wynalazca stworzył plecak, który ułatwia chodzenie, a zwłaszcza bieganie z obciążeniem na ramionach. W rzymskim plecaku sztalugowym pojemnik cargo jest zawieszony na gumowych taśmach, które pochłaniają wibracje. W rezultacie przewiezienie ładunku o wadze 27 kilogramów wymaga tyle samo wysiłku, co przewiezienie ładunku o wadze 22 kilogramów.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Palacze są bardziej uzależnieni od alkoholu

▪ żywe baterie

▪ Zegar z dozymetrem

▪ Filet rybny z drukarki 3D

▪ Kuchenka mikrofalowa do serca

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki. Wybór artykułów

▪ artykuł Franza Kafki. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Dlaczego wyjątkowo surowe kary nazywa się środkami drakońskimi? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Pielęgniarka oddziału intensywnej terapii. Opis pracy

▪ artykuł Woda żywa i martwa. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Antena drutowa zygzakowata. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024