Frequenzvervielfacher bei Phasenschiebern. Schema, Beschreibung

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Frequenzvervielfacher an Phasenschiebern. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Im Gegensatz zu herkömmlichen Frequenzvervielfachern können Phasenschiebervervielfacher ein spektral sauberes, filterfreies Ausgangssignal liefern. Unter Verwendung von Breitband-Phasendifferenzschaltungen zur Phasenteilung ist es möglich, frequenzunabhängige Multiplikatoren zu implementieren, die in einem Bereich arbeiten, der viele Oktaven umfasst.

Das Funktionsprinzip von Multiplizierern dieses Typs ist in Fig. 1a gezeigt. Die Frequenz des sinusförmigen Signals wird mit N multipliziert, indem die Eingangsspannung in N verschiedene Phasen äquidistant über einen Bereich von 360° geteilt wird. N Signale mit unterschiedlichen Phasen treiben N Transistoren an, die im Klasse-C-Modus arbeiten, deren Ausgangssignale alle 360°/N Grad zu einem Impuls kombiniert werden. Durch die Verwendung von N Transistoren kann die Eingangsleistung das N-fache der zur Sättigung des Transistors erforderlichen Leistung betragen.

Abb.1a (zum Vergrößern anklicken)

Der beschriebene Tonfrequenzvervielfacher um 4 (Fig. 1b) enthält frequenzabhängige 90°-Phasenschieber R1C1 und R2C2. Die Transistoren Q1 und Q4 bilden Impulse, die am Ausgang um 0 und 90° phasenverschoben sind. Die Phaseninvertierung der Impulse wird durch die Transistoren Q5 und Q6 durchgeführt, die die Transistoren Q2 und Q3 steuern, wodurch an deren Ausgang Impulse mit einer Phasenverschiebung von 180 und 270° gebildet werden. Die um 90° phasenverschobenen Ausgangspulse werden zu einer vierfachen Frequenz zusammengefasst. Der Audio Range Multiplier vervierfacht Frequenzen von 625 bis 2500 Hz.

Abb. 1b (zum Vergrößern anklicken)

Die Amplitude des Eingangssignals wird auf der Grundlage des Transistors Q4 auf den erforderlichen Wert eingestellt. Außerdem können die Widerstände R3, R4 und R5 die Signalamplitude für die Transistoren Q1, Q2 und Q3 einstellen. Die Wellenform zeigt ein qualitativ hochwertiges Ausgangssignal, wenn es mit 4 multipliziert wird Eingangsfrequenz von 2500 Hz.

Frequenzvervielfacher auf Basis von Phasenschiebern haben im Vergleich zu herkömmlichen Geräten weniger Subharmonische bei hohen Frequenzen. Bild 2a zeigt eine hochfrequente Version eines solchen Multiplizierers (ebenfalls um 4), bei der ein einfacher Phasenschieber in Form einer LCR-Schaltung verwendet wird, um die Phase um 90° zu verschieben (Bild 2b). Eine interessante Eigenschaft einer solchen Schaltung ist, dass bei gleichen Reaktanzwerten die Phasenverschiebung zwischen Eingang und Ausgang unabhängig vom Widerstand R 90 ° beträgt. Auf diese Weise können Sie sowohl die Amplitude (durch Ändern von R) als auch einstellen die Phase (durch Ändern von L oder C) des Signals.

Abb.2a (zum Vergrößern anklicken)

Reis. 2b

Die Induktivität L wird durch die Primärwicklung des Transformators T1 gebildet; von der Sekundärwicklung empfangen die Transistoren Q1 und Q2 um 90 bzw. 270° verschobene Signale. Phasenverschiebungen von 0 und 180° werden durch den Transformator T2 ausgeführt, der mit den Transistoren Q3 und Q4 verbunden ist.

Die U-förmige induktive Schaltung am Ausgang bietet eine optimale Anpassung an eine 50-Ohm-Last und eine geringe Subharmonisierungsunterdrückung. Im Gegensatz zu herkömmlichen Geräten unterdrückt dieser Multiplikator Subharmonische und benötigt keine Filterung am Ausgang.

Wie Messungen mit einem Spektrumanalysator zeigen, lassen sich die zweite und dritte Harmonische leicht um mehr als 50 dB gegenüber dem Pegel der nutzbaren vierten Harmonischen unterdrücken.

Autor: Fred Brown; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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