Умножитель облегчает измерение сверхнизких частот
» Схемы » Измерения · Цифровые
28-03-2016
Texas Instruments » CD4089B, SN7497
Журнал РАДИОЛОЦМАН, июль 2015
Karen Hunsberger
Electronic Design
При измерении очень низких частот в примерном диапазоне от 1 до 100 Гц повышающий преобразователь частоты может быть простой альтернативой измерению периода или необходимости мириться с долгим ожиданием
Иногда инженерам бывает необходимо измерить очень низкие частоты между 1 и 100 Гц, но сделать это с хорошей точностью трудно.
Эта задача решается либо значительным увеличением времени счета, либо использованием дорогих частотомеров, способных пересчитывать период в частоту.
Предлагаемая здесь дешевая схема эффективно повышает входную частоту до значений, которые могут быть считаны легко и более точно, и может использоваться в составе более сложных схем.
Конструкция основана на микросхемах умножителей частоты повторения 4089 (U4 … U6), выходная частота каждой из которых равна
где
N – 4-битный код на выводах управления,
FIN – частота сигнала на входе микросхемы.
При каскадировании трех таких микросхем выражение превращается в
Заменив три микросхемы 4089 двумя шестиразрядными умножителями 7497, можно сократить количество элементов в схеме.
U1 – это 12-разрядный счетчик, измеряющий период входного сигнала. Результат счета защелкивается в U2 и U3.
В результате частота импульсов на выходах умножителей частоты повторения будет прямо пропорциональна периоду импульсов на входе.
U7 делит это на 4096, чтобы убрать джиттер и сделать период более удобным для измерений. Аналогично U1, U8 также измеряет период, который защелкивается в U9 и U10.
Этим обеспечивается измерение периода выходных импульсов U7, который обратно пропорционален его частоте.
Поскольку эта частота пропорциональна периоду сигнала на входе, значения, зафиксированные в U9 и U10, окажутся прямо пропорциональными входной частоте, однако разрешение их будет намного выше, а времени для измерения может потребоваться намного меньше.
U11 и U12 формируют все необходимые для синхронизации сигналы. В зависимости от диапазона измерений, из них можно выбирать различные частоты.
Проиллюстрируем процесс преобразования частоты примером. Если FIN = 4 Гц и F1 = 4000 Гц, U1 досчитает до 1000, прежде чем выходной код будет занесен в U2 и U3. Это заставит умножители U4 … U6 генерировать частоту 1000 × F2/4096, или 1 МГц для F2 = 4.096 МГц. U7 делит эту частоту до 244 Гц, а U8 измеряет период как F3/244 Гц, или 524 для F3 = 128 кГц.
Таким образом, мы умножили входную частоту на 131 (524 Гц/4 Гц), а это означает, что схема может обеспечить разрешение 0.0076 Гц за одну секунду. Для измерения непреобразованной входной частоты 4 Гц потребовалось бы порядка двух минут.
Материалы по теме
- Datasheet Texas Instruments CD4089B
- Datasheet Texas Instruments SN7497
Источник: https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=163664
Схемотехника – УКВ аппаратура_передатчики (З.Г )
Азбука УКВ аппаратуры.
Часть 1. Блоки УКВ аппаратов
Статья 7. Блоки задающих генераторов
(Продолжение)
Умножители частоты.
Для работы любительских радиостанций на высокочастотных участках УКВ и СВЧ диапазонов гетеродины приемников и передатчиков становятся многокаскадными. Задающий гене-
ратор, который является первым каскадом гетеродина, обычно работает на довольно низкой частоте. Делается это по разным причинам.
• На низких частотах проще подобрать необходимый кварцевый резонатор или создать более благоприятные условия для стабилизации частоты в генераторах с параметрической стабилизацией.
• На низких частотах легче организовывать управление частотой генератора.
• Отсутствие у радиолюбителей высокочастотных кварцевых резонаторов.
Многокаскадный гетеродин состоит из генератора и последующих нескольких каскадов умножения частоты до необходимой рабочей величины. Так, например, если нам необходимо для
KB радиоприемника, имеющего любительский диапазон 21 МГц разработать конвертер для приема сигналов в диапазоне 145 МГц, – нужно создать гетеродин с рабочей частотой 123 МГц.
Получить такую рабочую частоту можно несколькими способами, с использованием самых разнообразных кварцевых резонаторов. Одним из вариантов может быть применение КР на час-
тоту 13,66 МГц. В этом случае собственно генератор должен генерировать частоту 13,66 МГц, а следующие два каскада должны выполнить умножение этой частоты в 9 раз, т.е. каждый из
каскадов должен умножать частоту на 3, или, как говорят, каждый из этих каскадов должен работать в режиме утроителя частоты. Как правило, умножительные каскады в большее число раз в любительской практике используются редко.
Схемы простых умножителей частоты.
Фактически умножитель частоты не является каким-то необычным, специальным каскадом, а представляет собой обычный усилительный каскад высокой частоты. На рис. 7.1 приведены две схемы простых умножителей частоты.
Схема на рис. 1.1,а представляет собой обычный каскад УВЧ. Резисторами Rl, R2 и R3 устанавливается режим работы транзистора VT1.
Контур L1C3 должен быть настроен на частоту нужной гармоники электромагнитных колебаний, поступающих на этот каскад через С1 от каскада предыдущего. Выделенный в контуре L1C3 сигнал нужной частоты подается к следующему каскаду через конденсатор С5.
Резистор R4 и конденсатор С2 предотвращают попадание ВЧ энергии в цепи питания (являются блокировоч- ными элементами).
Схема на рис. 7.1,6 уже имеет значительные отличия от предыдущей схемы. Главное отличие в том, что транзистор VT1 в этой схеме работает в ключевом режиме, т.е. ток через транзис-
тор протекает только во время прохождения через базу транзистора импульса положительного полупериода колебаний, которые поступают через С1. Контур L1C3 является параллельной нагрузкой, настроенной на частоту нужной гармоники. Выделенный в этом контуре сигнал нужной частота подается к следующему каскаду через С4.
Схемы двухтактных удвоителей
Требование о необходимости содержания в сигнале гетеродина минимальных шумов, которые зависят от наличия в сигнале большого числа гармоник, поставило задачу уменьшить число этих гармоник.
Выполнить поставленную задачу удается с помощью специальных двухтранзисторных умножителей, в которых эти два транзистора включены по двухтактной схеме. На рис. 7.2. приведена
принципиальная схема двухтактного удвоителя частоты.
Транзисторы на схеме рис. 7.2 включены по так называемой двухтактной схеме. Дело в том, что на базы этих транзисторов поступают противофазные сигналы и в течение одного из полупериодов поступающего сигнала работает транзистор VT1, а в течение второго полупериода
работает транзистор VT2. Поскольку эти два транзистора работают на общую для них нагрузку, то в этой нагрузке, за один период частоты поступающего на каскад сигнала, возникают два
периода уже новой, удвоенной частоты.
Если поступающий на такой каскад сигнал достаточно сильный, то точно таким же образом на выходе можно выделить и четвертую гармонику поступающего на вход сигнала.
Как вы уже заметили, двухтактный удвоительный каскад выделяет в своей нагрузке только четные гармоники. Все нечетные гармоники подавляются и в последующем сигнале уже не присутствуют.
Сигнал, который должен быть удвоен, выделяется в контуре L1C. Поверх катушки L1 наматывается катушка L2, выполнeнная из двух отдельных проводов. Делается катушка L2 следую щим образом.
Нужно отмерить и отрезать два одинаковых куска изолированного тонкого провода, длина которых должна быть достаточной для намотки поверх катушки LI 3…5 витков, из которых будет состоять катушка L2.
Затем два конца обоих проводов зажимаются и эти два провода свиваются в единый жгут. После намотки катушки L2 получившимся жгутом и закреплении её витков, начало одного из проводов соединяется с концом другого провода.
Таким путем образуется средняя точка катушки L2, которая соединяется с корпусом (заземляется). Оставшиеся конец первого провода и начало провода второго подключаются, через конденсаторы С1 и С2, к базам транзисторов VT1 и VT2.
Таким путем организуется противофазная подача сигналов к базам VT1 и VT2.
На рис. 7.3 приведена принципиальная схема второго варианта двухтактного удвоителя частоты.
Схема этого варианта несколько проще и содержит меньшее количество деталей, но работает так же эффективно. Как вы уже заметили, нагрузка удвоительного каскада, роль которой
выполняет контур L3C3, включена в этом варианте последовательно. В таком случае нужно всегда помнить, что выходные емкости транзисторов складывается и отвод для подключения катушки должен располагаться ближе к заземленному по ВЧ концу катушки.
Ток через транзисторы, и вместе с ним, усиление удвоенного сигнала регулируется подбором величины сопротивления R1. Емкость С1 обычно берется в пределах 120…200 пФ.
Умножители нечетных гармоник
Если двухтактную схему умножителя частоты несколько преобразовать, она станет служить умножителем нечетных гармоник и подавлять гармоники четные. На рис. 7.4 приведена схема
двухтактного утроителя частоты.
Основное отличие схемы этого умножителя состоит в том, что в цепях коллекторов и одного и другого транзисторов (VT1 и VT2) располагаются по одному контуру (L3 и L4), настроен ному на нужную гармонику.
Каждый из этих контуров настраивается своим собственным подстроечным конденсатором (СЗ и С4). В точке повода питания обязательно должен находиться блокировочный конденсатор С5.
В остальном это обычный двухтактный умножитель.
На рис. 7.5 показана схема еще одного двухтактного утроителя.
В этой схеме в цепи и одного и другого транзистора располагается один контур L3C3. Питание подается в отвод от средней точки катушки L3 обязательно через ВЧ дроссель Др1.
Умножитель частоты с ФАПЧ
Система фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) – это весьма важный и полезный узел, выпускаемый в виде отдельной интегральной схемы многими фирмами – изготовителями.
ФАПЧ содержит фазовый детектор, усилитель и генератор, управляемый напряжением (ГУН), и представляет собой сочетание в одном корпусе аналоговой и цифровой техники. ФАПЧ применяется для тонального декодирования, демодуляции AM- и ЧМ-сигналов, умножения частот, частотного синтеза и во многих других случаях.
Уже с давнего времени ФАПЧ перестала быть уделом профессионалов. С появлением на рынке микросхем ФАПЧ радиолюбители все больше начинают использовать эти устройства в своих конструкциях.
Практическое применение Фстановится среди радиолюбителей – конструкторов модой и в любое радиотехническое изделие пытаются встроить ФАПЧ, хотя в некоторых случаях получается в результате ухудшение характеристик. Дело в том, что ФАПЧ шумит. Одни микросхемы ФАПЧ шумят меньше, другие – больше, но все равно шумят, потому что возможности создания шума заложены в саму основу ФАПЧ.
Попробуем разобраться в основах работы ФАПЧ. На рис. 7.6 показана классическая блок-схема ФАПЧ.
Основные компоненты ФАПЧ: фазовый детектор, НЧ – фильтр, усилитель сигнала и ГУН (Генератор Управляемый Напряжением). При совместной работе эти компоненты создают так называемый «контур регулирования ФАПЧ».
Фазовый детектор – устройство, которое осуществляет сравнение двух входных частот (одна из которых эталонная) и формирует выходной сигнал, пропорциональный их фазовой разности (если, например, частоты различаются, то на выходе появится периодический сигнал на разностной частоте). Если fBX не равна fryH, то на выходе фазового детектора появляется сигнал.
Этот сигнал поступает на НЧ-фильтр, а затем и на усилитель. Отфильтрованный и усиленный сигнал фазовой ошибки будет воздействовать на частоту ГУН, изменяя ее в направлении fBX. При нормальных условиях ГУН быстро производит «захват» частоты fBx, поддерживая постоянный фазовый сдвиг по отношению к входному сигналу.
Если ФАПЧ используется как умножитель частоты, то между выходом ГУН и фазовым детектором включают делитель частоты на величину n, обеспечивая, таким образом, умножение входной эталонной частоты fBx на величину n.
Самым простым фазовым детектором является цифровой детектор, предстaвляющий собой элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, схематическое изображение которого показано на рис. 7.7,б. На рис. 7.7,а схематично показано как образуется
сигнал на выходе ФД. На рис. 7.7, в показана зависимость выходного напряжения от разности фаз при использовании фильтра низких частот и прямоугольного входного колебания со скважностью 50%.
Фазовый детектор, построенный на элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, всегда генерирует выходное колебание, которое в дальнейшем должно фильтроваться с помощью фильтра контура регулирования. Таким образом, ФАПЧ с фазовым детектором такого типа содержит контурный фильтр, работающий как фильтр нижних частот, сглаживающий логический выходной сигнал.
В таком контуре всегда присутствует некоторая остаточная пульсация и, следовательно, периодические фазовые изменения. В тех схемах, где ФАПЧ используется для умножения или синтеза частот, к выходному сигналу добавляются еще и «боковые полосы фазовой модуляции».
Фазовые изменения и фазовая модуляция вызывают явление, которое мы называем шумом генератора.
Фильтр НЧ состоит, как правило, из R и С элементов. В зависимости от числа элементов и выполняемых функций, фильтры могут быть первого или второго порядка. Часто используются различные схемы активных НЧ фильтров на транзисторах или операционных усилителях.
Положительным свойством таких фильтров является то, что активные фильтры почти не вносят ослабления сигнала.
Усилитель.
В качестве усилителя можно использовать операционный усилитель типа К140УД7 или другой. Или транзисторные дифференциальные усилители различной сложности.
Генератор, управляемый напряжением является важным компонентом ФАПЧ. Его частотой можно управлять, используя выходной сигнал фазового детектора. Некоторые ИМС ФАПЧ содержат ГУН (например, 564ГГ1). В принципе, в качестве ГУН годится любой генератор, частотой которого можно управлять посредством варикапа. Зависимость частоты ГУН от управля-
ющего напряжения, используемого в ФАПЧ, может не обладать высокой линейностью, однако в случае большой нелинейности коэффициент усиления в контуре регулирования будет изменяться в соответствии с частотой сигнала и придется обеспечивать больший запас устойчивости.
Особенность проектирования ФАПЧ
Фазовый детектор вырабатывает сигнал ошибки, соответствующий фазовому рассогласованию между входным и опорным сигналами. Частотой ГУН можно управлять, подавая на его вход соответствующее напряжение. Казалось бы, здесь можно поступить так же, как и в любом другом усилителе с обратной связью, вводя контур регулирования с некоторым коэффициен-
том передачи. Однако имеется одно существенное отличие. В усилителе с обратной связью регулируемая с помощью обратной связи величина совпадает с величиной, измеряемой с целью формирования сигнала ошибки или была по крайней мере ей пропорциональна.
В системах ФАПЧ осуществляется интегрирование. Мы измеряем фазу, а регулируем частоту, но фаза является интегралом от частоты. За счет этого в контуре регулирования появляется фазовый сдвиг 90°.
Такой интегратор, включенный в контур обратной связи, существенным образом влияет на работу схемы – дополнительное запаздывание по фазе на 90° на частотах, где коэффициент усиления равен единице, вызывает самовозбуждение.
Простое решение заключается в том, чтобы не включать в контур компоненты, которые дают дополнительное запаздывание по фазе, по крайней мере на тех частотах, где коэффициент усиления близок к единице.
Это – один из подходов и он приводит к тому, что называется «контуром первого порядка».
Блок-схема с контуром первого порядка в этом случае выглядит точно так же, как ранее приведенная блок-схема ФАПЧ (рис. 7.6), но без фильтра нижних частот.
Хотя контуры первого порядка во многих ситуациях очень удобны, они не обладают необходимыми свойствами накопителя энергии, которые позволяют генератору, управляемому напряжением, сглаживать помехи и флуктуации входного сигнала. Более того, контур первого порядка не сохраняет постоянным фазовое соотношение между опорным сигналом и сигналом ГУН, так как выход фазового детектора непосредственно управляет ГУН.
В «контур второго порядка» вводится дополнительная фильтрация на низкой частоте с целью предотвращения неустойчивости. Такой контур обладает свойством накопителя энергии («маховика») и, кроме того, уменьшает «диапазон захвата» и увеличивает время захвата.
Практически во всех системах применяют контуры второго порядка, поскольку в большинстве применений система ФАПЧ должна обеспечивать малые флуктуации базы выходного сигнала, а также обладать некоторыми свойствами памяти или «маховика». Контуры второго порядка могут иметь высокий коэффициент передачи на низких частотах, что обеспечивает повышенную устойчивость (по аналогии с достоинствами высокого коэффициента усиления в усилителях с обратной связью).
Тяпичев ГЛ.
Продолжение следует.. .
Раздел: [Трансиверы и радиостанции]
Источник: http://www.cavr.ru/article/1500-sxemotexnika—ukv-apparatura_peredatchiki-(zg-)
Умножитель частоты 2 (стр. 1 из 4)
Содержание
1. Введение
2. Обзор методов решения аналогичных задач
3. Выбор обоснования и предварительный расчёт структурной схемы
4. Описание принципа работы структурной схемы
5. Описание схемы электрической и электрический расчёт
6. Расчёт на ЭВМ
7. Заключение
8. Список литературы
9. Перечень элементов к электрической схеме
1. Введение
Умножители частоты, или как их называют в более развернутом виде, системы формирования дискретного множества частот, в настоящее время получили очень широкое распространение в самых разнообразных видах радиоэлектронной аппаратуры.
Индукционные печи с токами высокой частоты, радиосвязные, радионавигационные и радиолокационные системы, схемы подавления помех, системы управления скоростью двигателя – вот далеко не полный перечень областей применения умножителей частоты.
Появление первых разработок умножителей частоты относится к 30-м и 40-м годам XX века.
В электротехнике и электронике умножителем частоты называется радиоэлектронное устройство, предназначенное для увеличения в целое число раз N частоты подводимых к нему периодических электрических колебаний в заданном диапазоне частот с требуемой стабильностью и качеством выходного сигнала.
Основной параметр – коэффициент умножения частоты N , определяемый как отношение частоты выходного сигнала к частоте входного:
(1.1)
Характерной особенностью умножителей частоты является постоянство N при изменении (в некоторой конечной области) частоты входного сигнала, а также параметров самого умножителя (например, резонансных частот колебательных контуров или резонаторов, входящих в состав умножителя частоты), т.е.
в умножителе частоты относительная нестабильность частоты колебаний при умножении остается постоянной.
Это важное свойство позволяет использовать умножители частоты для повышения частоты стабильных колебаний в различных радиопередающих, радиолокационных, измерительных и других установках; при этом N может достигать 10 и более.
Основная проблема при конструировании умножителей частоты – это уменьшение фазовой нестабильности входных колебаний (обусловленной случайным характером изменения их фазы), которая приводит к увеличению относительной нестабильности частоты на выходе по сравнению с соответствующей величиной на входе.
Наиболее распространены умножители частоты, состоящие из нелинейного устройства (например, транзистора, варикапа, катушки с ферритовым сердечником) и одного или нескольких электрических фильтров.
Нелинейное устройство изменяет форму входных колебаний, вследствие чего в спектре колебаний на его выходе появляются составляющие с частотами, кратными входной частоте.
Эти сложные колебания поступают на вход фильтра, который выделяет составляющую с заданной частотой, подавляя (не пропуская) остальные. Такие устройства применяются для умножения частоты гармонических колебаний.
Находят применение также умножители частоты, действие которых основано на синхронизации колебаний автогенератора. В таких приборах возбуждаются колебания с частотой, которая становится в точности равнойпод действием поступающих на вход колебаний с частотой. Недостатком этих умножителей частоты является сравнительно узкая полоса значений, при которых возможна синхронизация.
Также, в отличие от обычных умножителей частоты умножители на фазовращателях могут обеспечить спектрально чистый, не требующий фильтрации выходной сигнал. Используя для расщепления фазы широкополосные фазово-разностные цепи, можно реализовать частотно-независимые умножители, работающие в диапазоне, который перекрывает множество октав.
В настоящее время выявились следующие основные методы построения умножителей частоты:
– косвенный на базе систем импульсно-фазовой автоподстройки частоты (ИФАПЧ);
– прямой с использованием фильтрующих элементов на поверхностно-акустических волнах;
– цифровой на основе вычислительных процедур.
Необходимо отметить, что умножители частоты с ИФАПЧ относятся к числу чрезвычайно динамичных, развивающихся систем формирования дискретного множества частот.
Решающую роль при этом играют такие важнейшие преимущества умножителей частоты и ИФАПЧ, как возможность реализации высококачественных спектральных и приемлемых динамических характеристик при хороших габаритных, энергетических и других показателях.
2. Обзор методов решения аналогичных задач
Рассмотрим некоторые схемы и методы построения умножителей частоты.
Процесс умножения частоты на нелинейном элементе сводится к следующему: входной сигнал воздействует на нелинейный элемент или на нелинейный резонатор, в результате чего синусоидальное колебание превращается в периодическое несинусоидальное, которому соответствует бесконечный ряд синусоидальных составляющих. Затем резонатор выделяет ту составляющую, на которую он настроен, в результате чего на выходе выделенная гармоника преобладает над всеми остальными.
Величины побочных гармоник определяется добротностью резонатора, и для того, чтобы их уменьшить, необходимо увеличивать добротность резонаторов. Однако величина добротности резонаторов особенно на длинных и коротких волнах ограничена, и в этом случае для ослабления побочных гармоник применяют специальные фильтры или различные буферные каскады.
Основным показателем умножителя частоты на пассивном нелинейном элементе является коэффициент полезного действия η, под которым понимается отношение мощности N-ой гармоники в нагрузкек мощности, потребляемой от возбудителя :
При использовании нелинейного элемента активного сопротивления к.п.д. умножителя частоты оказывается низким. Предельный к.п.д. в этом случае равен:
Столь малые значения к.п.д. обусловлены тем, что из-за выпрямительных свойств нелинейного активного сопротивления большая часть мощности возбудителя преобразуется в мощность постоянного тока и выделяется в цепи смещения.
Если для цепей умножения частоты применять нелинейное реактивное сопротивление, то из-за отсутствия в таком нелинейном элементе потерь мощности при идеальной фильтрации во входной и выходной цепях к.п.д. умножителя будет равен .
В качестве нелинейного реактивного сопротивления в умножителях частоты обычно используют нелинейную ёмкость p –n перехода. [1]
Рисунок 2.1 . Структурная схема умножителя частоты на нелинейном элементе. 1 – фильтр, настроенный на гармонику, близкую к первой; n – фильтр, настроенный на n-ую гармонику.
Принцип работы умножителей на фазовращателях показан на рис.2.2. Частота синусоидального сигнала умножается на N путем разделения входного напряжения на N различных фаз, равноудаленных друг от друга в диапазоне 360°.
N сигналов с различными фазами управляют N транзисторами, работающими в режиме класса С, выходные сигналы которых объединяются для формирования импульса через каждые 360°/N градусов.
Благодаря использованию N транзисторов мощность входного сигнала может быть в N раз выше мощности, необходимой для насыщения транзистора. [2]
Рисунок 2.2 . Структурная схема умножителя частоты на фазовращателях.
Схема простого умножителя частоты с переменным коэффициентом умножения и жесткой синхронизацией выходных сигналов по отношению к входным приведена на рис. 2.3. Он состоит из генератора импульсов на трех инверторах DD1.1-DD1.3 и синхронизирующего каскада на транзисторе VT1.
Когда входные синхроимпульсы отсутствуют, мультивибратор на DD1.1-DD1.3 работает в обычном режиме. Если в генераторе использована микросхема с двумя защитными диодами на входе, длительность перезарядки конденсатора C1 для любой полярности одинакова и период импульсов составит 1,4 R3•C1, а частота f – 0,7/(R3•C1).
При поступлении на вход VT1 положительных импульсов частоты Fвх (рис. 2.3) транзистор в моменты t1 ,t3 открывается, что приводит к срыву процесса периодической перезарядки. После закрывания его с момента t2 , t4 процесс генерации возобновляется.Генератор формирует импульсы, синхронные по отношению к входным с частотой
Fвых = kFвх , (2.3)
Рисунок 2.3 . Принципиальная схема умножителя частоты с жёсткой синхронизацией.
где k – переменный коэффициент умножения,определяемый элементами R3, C1, а Fвх – частота входных импульсов.
В качестве элементов DD1 можно использовать любые инверторы микросхем серий К176, К561, КР1561. Кроме того, элементы DD1.1, DD1.2 могут быть без инверсии (буферы) или с гистерезисом (триггеры Шмитта).Транзистор серии КТ315 допустимо заменить другим аналогичным.
Это устройство при подаче на вход импульсов строчной частоты телевизионной развертки позволяет выделять строго определенные участки строки растра для формирования или считывания информации. [3]
Так же умножитель частоты можно спроектировать на резонансном усилительном каскаде. Резонансным называется усилитель, нагрузкой которого служит резонансный контур, настроенный на частоту усиливаемого сигнала. Для настройки в контуре используется переменное реактивное сопротивление.
Резонансные усилители являются избирательными высокочастотными усилителями. В радиотехнике они предназначаются для выделения из действующих на входе сигналов с разными частотами лишь группы сигналов с близкими частотами, которые несут нужную информацию.
К резонансным усилителям предъявляются требования возможно большего усиления, высокой избирательности и стабильности, малого уровня шумов, удобства управления и др.
Источник: http://MirZnanii.com/a/193484/umnozhitel-chastoty-2
Обычный умножитель частоты на ICS601-01
Обычный умножитель частоты на ICS601-01
Мысль сотворения обычного, высококачественного и малогабаритного умножителя частоты родилась, когда мне потребовалось поднять опорную частоты тактового генератора для DDS генератора AD9956 с 10 МГц до 100 МГц. Я стал рассматривать разные варианты, и здесь под руку попалась микросхема ICS601-01 (цена на Ali ~5-6$).
Это микросхема поверхностного монтажа работает с входной частотой от 10 МГц до 27 МГц и множит ее максимум до 157 МГц. При этом коэффициент умножения задается наружными 4-мя ножками, методом формирования цифрового кода коэффициента усиления, что очень комфортно, если нужно стремительно поменять выходную частоту.
Выходным сигналом является меандр, что является плюсом для тактирования цифровых схем.
Но, открыв datasheet я не увидел обычной схемы типового проекта. Как раз тогда родилась мысль написать эту статью.
Итак цоколевка микросхемы представлена на рисунке ниже.
Перерыв весь веб, и покопавшись на форумах было решено собрать умножитель по последующей схеме ниже. Мне было нужно предугадать два выхода, но вы полностью сможете не использовать 2-ой выход. Резисторы R2, R3 по 33 Ома это значение советует изготовитель.
Значение резистора R1 не критично, он замыкает на землю ножку REFEN тем отключая выход REFOUT с буферной частотой (лично я поставил 1 кОм). Все конденсаторы в схеме типовые, C1, C2 и C3 производитель советует значения 10, 0.1, 0.01 мкФ, а конденсаторы С4 и С5 это типовые конденсаторы стабилизатора 7805.
Сам стабилизатор ставить необязательно, полностью можно питать схему 5 В из вне, но я решил так. Питание микросхемы тоже не критично, от 3 до 5 вольт.
В целом ничего сложного, цифровой код коэффициента задается dip тумблерами, но ничего не мешает сделать жесткие перемычки.
Плата легко была разведена на одном слое, 2-ой был залит полигоном земли. Получившуюся схему выслал в Китай. Gerber проект прикрепляю к статье.
В конечном итоге через пару недель мне пришел мой заказ и начал сборку и тесты. На фото ниже собранный умножитель.
После монтажа я приступил к тестам работы умножителя. Для наглядности я прикрепляю фото осциллограмм.
Итог работы умножителя очень повеселил. Кто заинтересовался этой микросхемой рекомендую поглядеть всю линейку микросхем ICS601. Разные микросхемы умножителей, с разными дополнительными функциями.
Надеюсь статья кому нибудь поможет. Всем размеренной частоты!
Перечень радиоэлементов
Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот D1 Умножитель/делитель ICS601-01 1 Поиск в win-sourceВ блокнотU1 Линейный регулятор LM7805 1 Поиск в win-sourceВ блокнотR1 Резистор 1 кОм 1 Поиск в win-sourceВ блокнотR2, R3 Резистор 33 Ом 2 Поиск в win-sourceВ блокнотC1 Конденсатор0.
01 мкФ1 Поиск в win-sourceВ блокнотC2 Конденсатор0.
1 мкФ1 Поиск в win-sourceВ блокнотC3 Конденсатор1 мкФ1 Поиск в win-sourceВ блокнотC4 Конденсатор10 мкФ1 Поиск в win-sourceВ блокнотC5 Конденсатор100 мкФ1 Поиск в win-sourceВ блокнотP1, P3, P5 РазъемBNC3 Поиск в win-sourceВ блокнотP6 ТумблерDIP-41 Поиск в win-sourceВ блокнотДобавить все
Скачать перечень частей (PDF)
ic601-01maket. rar (71 Кб)
Kicad
Источник: http://bloggoda.ru/2018/03/12/obychnyj-umnozhitel-chastoty-na-ics601-01/
Загрузка...