управляемый формирователь гармоник

Формула изобретения

УПРАВЛЯЕМЫЙ ФОРМИРОВАТЕЛЬ ГАРМОНИК, содержащий первую, вторую и третью катушки индуктивности, сердечник, четвертую катушку индуктивности, выводы которой являются входом управляющего сигнала постоянного тока, а выводы первой катушки индуктивности являются входом управляемого формирователя гармоник, отличающийся тем, что начало второй катушки индуктивности соединено с началом третьей катушки индуктивности, первая, вторая и третья катушки индуктивности расположены на полом диэлектрическом каркасе и размещены внутри четвертой катушки индуктивности, сердечник выполнен из сверхпроводящего материала с нелинейными свойствами магнитной восприимчивости и расположен в полости полого диэлектрического каркаса, при этом первая, вторая, третья и четвертая катушки индуктивности, сердечник и полый диэлектрический каркас погружены в хладагент криостата, а концы второй и третьей катушек индуктивности являются выходом управляемого формирователя гармоник.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для умножения частоты в радиоизмерительной аппаратуре.

Известен умножитель частоты, содержащий входные и выходные катушки индуктивности, конденсаторы, два варикапа и колебательный контур [СЛ] . Однако этот умножитель частоты сложен, неэффективен при больших кратностях умножения и при больших мощностях входного сигнала.

Известен умножитель частоты в нечетное число раз, содержащий входной колебательный контур, выходной колебательный контур, катушку индуктивности, ферритовый тороидальный магнитопровод, нагрузку, обмотку управления, расположенную внутри ферритового тороидального магнитопровода (Л2). Это устройство также формирует недостаточно широкий спектр гармоник.

Цель изобретения - расширение спектра формируемых гармоник и управление амплитудами четных и нечетных гармоник.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема управляемого формирователя гармоник; на фиг. 2 - его конструктивное выполнение.

Управляемый формирователь гармоник (см. фиг. 1) содержит первую, вторую, третью и четвертую катушки 1-4 индуктивности, сердечник 5, криостат 6 и хладагент 7.

Управляемый формирователь гармоник работает следующим образом.

На первую катушку 1 подается синусоидальный сигнал заданной частоты. В результате взаимной индукции во второй и третьей катушках 2, 3, имеющих одинаковое количество витков, индуцируются синусоидальные сигналы, одинаковые по амплитуде. Вторая и третья катушки 2 и 3, кроме того, включены встречно, что компенсирует наведенные в них ЭДС при отсутствии сердечника. Поэтому сигнала с входной частотой на выходе нет. При введении во вторую катушку 2 индуктивности сердечника 5 из сверхпроводящего материала отклик сердечника 5 из-за нелинейности магнитной восприимчивости будет иметь сложную форму, так как входной сигнал скомпенсирован и на выходе управляемого формирователя гармоник отсутствует, то выходной сигнал будет определяться откликом сердечника 5. Спектр выходного сигнала имеет в своем составе в основном нечетные гармоники. Четные гармоники на выходе формирователя гармоник значительно слабее нечетных. Вследствие подачи на соленоид, которым является четвертая катушка 4, постоянного тока внутри соленоида создается постоянное магнитное поле, которое действует на сердечник 5 и в результате с ростом величины напряженности магнитного поля амплитуды четных гармоник возрастают, а нечетных убывают. Таким образом из синусоидального сигнала, поданного на вход, формируются как нечетные, так и четные гармоники, амплитуды которых управляются постоянным магнитным полем, создаваемым соленоидом 4.

Формируется широкий спектр гармоник, частоты которых соответствуют умножению входной частоты как в нечетное, так и в четное число раз в зависимости от величины управляющего магнитного поля, которое влияет на амплитуды четных и нечетных гармоник. Управляемый формирователь гармоник работает в диапазоне температур от 0 до 92 К (температурная область сверхпроводимости керамического высокотемпературного сверхпроводника), если использовать сердечник 5 из керамики. Поэтому он помещен в криостат 6 с хладагентом 7. Первая, вторая и третья катушки 1-3 индуктивности расположены соосно и плотно на диэлектрическом каркасе так, что они предохранены от взаимного перемещения. Управляемый формирователь гармоник не боится значительных перегрузок и может быть использован как при малых, так и при больших токах в катушках, вплоть до разрушения сверхпроводящего состояния сердечника 5.

Таким образом в управляемом формирователе гармоник обеспечивается расширение спектра формируемых гармоник и управление амплитудами четных и нечетных гармоник.