Многоустойчивый частотный элемент

 

О П И С А Н И Е l64472

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Кл. 42гп, 14es

Заявлено ЗО.IX.1963 г. (№ 859092/26-24) Союз Советских

Социалистических

Республик

I, 4=м с.МПК G 06f

Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

Опубликовано 13.VIII.1964 r. Бюллетень ¹ 15

УДК

Дата опубликования описания З.Х.1964

Лвторы изобретения: В. П. Сигорский, Л. С. Ситников, Л. Л. Утяков и К. Г. Фолин

Заявитель: Институт математики Сибирского отделения АН СССР

МНОГОУСТОЙЧИВЪ|Й ЧАСТОТНЪ|Й ЭЛЕМЕНТ. /

", у «Р,— для нечетных

2 для четных, O Z, С„==- tg, — ", 2

11одпасная группа 145

Известны многоустойчивые частотные элементы, содержащие колебательную систему с сосредоточенными постоянными, емкость полупроводникового перехода и емкость фильтра, управляющую напряжением на переходе.

Предлагаемая схема отличается тем, что в ней в качестве резонансной системы используется объемный резонатор, частота пастройки которого зависит от емкости р — n-переходов полупроводниковых диодов, соединенных прн помощи петли связи с источником напряжения питания, содержащим составляющие спектра частот, соответствующие собственным гастотам возбуждения резонатора.

I la фиг. 1 изображена принципиальная схема элемента; па фиг. 2 — графическое решение грансцендентного уравнения,коаксиальной линни с емкостной нагрузкой на обоих концах; на фпг. 3 — распределение резонансных частот коакснальной линии с емкостной нагрузкой и спектр напряжения питания; на фиг.

4 — зависимость напряжения на выходе дегектора от смещения параметрического диода.

Быстродействующий многоустойчивый элемент содержит объемный резонатор 1 с параметрическими диодами 2, включенными между центральным проводником и корпусом. На вход 3 подают сигнал от генератора запускающих импульсов. На петлю 4 связи подаюг напряжение линейчатого спектра. Петля 5

\ связи служит для индикации состояния элемента. Отрезок коаксиальной линии с емкостной нагрузкой на обоих концах обладает бесконечным количеством резонансных частот, определяемых уравнением;

10 где Z — волновое сопротивление отрезка;

n — число натурального ряда, положительное; о — рабочая частота;

15 C емкость нагрузки:

1 — геометрическая длина отрезка; — фазовая постоянная, решается графически.

20 На фиг. 2 изображены кривые правой чаlj l сти уравнения как функции —

Левая часть уравнения может быть представлена прямой, проходящей через начало

25 координат а Z,C К

2С Z„CH где К (С вЂ” скорость света).

Резонансные частоты определяются точками

30 пересечения указанных кривых н прямой. 3а164472 висимость емкости перехода параметрического диода от напряжения на нем выражается соотношением:

В

Сн— з

y/ 0,2+ U где  — некоторая постоянная;

U — напряжение на переходе.

Изменение Сц эквивалентно изменению угла 10 наклона прямой на фиг. 2.

На фиг. 2 изображены прямые, соответствующие i=30 см и l = 75 с,я при изменении

С„от 0,18 до 0,8, что соответствует изменению 15 напряжения на переходах диодов от 0 до 20 в (Zp =75 ом).

Йз графиков видно, что величина перестройки.возрастает с увеличением числа полуволн, укладывающихся на длине отрезка, а также 20 с уменьшением геометрической длины отрезка, т. е. с повышением рабочих частот.

На фиг. 3, а и б приведена картина распределения резонансных частот отрезка 1=30 сл при нулевом смещении на р — и-переходе. 25

При возбуждении такого резонатора сигналом, содержащим одновременно частотные составляющие, показанные на фиг, 3, в, изменение постоянного смешения на диодах приводит к тому, что распределение резонансных 30 частот отрезка смещается п последовательно занимает положения, изобра.кенпые на фиг.

3, г. При этом резонатор последовательно возбуждается на каждой из четырех частот питающего сигнала (частотные составляющие обо- 35 значены отрезками различной длины для различения последовательных состоянии прн перестройке).

Детектируя выведенный из резонатора сигнал, получаем зависимость U.,„, = f(Un ), 40 где U — напряжение постояйного смещеnq. ния параметрического диода (крпвая на фиг..

4), Необходимая для построения многоустойчивого элемента обратная связь, согласно соотношению U em — D У„ (прямая tIB фиг, 4), где D — некоторая постоянная может быть как внутренней, за счет детектирования сигнала на параметрическом диоде и его «самосмещения», так и внешней, когда усиленное постоянное напряжение с детектора подается на параметрический диод. Использование внутренней обратной связи позволяет получить число устойчивых состояний не более четырех.

Элемент, работающий по описанному принципу, может обладать следующими достоинствами;

1) Быстродействие элемента определяется временем установления колебаний в резона2 — 3 торе =, где Л(— полоса пропускания

5f резонатора с диодами, 2) Надежность и простота устройства при сравнительно малых габаритах.

Схема может быть использована в вычислительных устройствах, работающих как в ,цвоичпой системе счисления, так и в машинах, использующих системы счисления с основанием больше двух. Кроме того, элемент может применяться в устройствах, требующих быстрого переключения частот (например, в системах помехозащиты радиолокационных станций) .

Предмет изобретения

Многоусто йчивый частотный элемент, содержащий колебательную систему, два полупроводниковых диода, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в нем в качестве колебательной системы применен объемный резонатор, частота настройки которого зависит от емкости р — n-переходов, соединенных при помощи петли связи с источником напряжения питания, содержащим составляющие спектра частот, соответствующие собственным частотам возбуждения резонатора.

164472

Фиг 2 ггпу

400 500 000 1000 поп 1400 1500 1000 1000 гаро ггоп 2300 2400 2500

4па 500 поп 1000 апп 1400 15оо 1000 1000 гоар zzoo гвпп 2400 2500

1 1 1

2300 2400 2500

400 500 300 1000 апп 1400 1500 1000 1000 2000 Z

40О 5РР Иоа 1РРР апп 1400 1500 180V тр Z000 2200

Фиг 3

ЗОсм

75см в, Т