כפל תדר דופק רדיו. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

כפל תדר רדיו. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / הערה לתלמיד

בעת תכנון תחנות רדיו חובבני גל קצר ומכשירי מדידה העומדים בדרישות מודרניות ליציבות, דיוק כיול וקריאת תדרים בקנה מידה, נתקלים בקשיים משמעותיים. העיקרית שבהן היא השגת תדרי ייחוס יציבים ביותר, מכוילים במדויק.

הדרך הקלה ביותר להשיג תדרים קבועים היא להשתמש במתנד גביש עם מהודים עבור התדרים המתאימים. עם זאת, לא תמיד ניתן לבחור מהוד קוורץ לתדרים הנדרשים, ובנוסף, לתהודה יש פיזור תדר שלא תמיד ניתן לפצות על ידי אלמנטים מכוונים. דרכים נפוצות אחרות להשיג תדרים קבועים הן כפל תדר מתנד בתדר נמוך ישיר והטרודין.

שיטת הכפל התדרים הישיר נעוצה בעובדה שתנודות הרמוניות מהמחולל G מוזנות לכניסה של האלמנט הלא ליניארי של ה-NE (איור 1, א), המומרות לרצף של וידאו מלבני, קוסינוס או אחר. פולסים עם תקופה T ומשך דופק t.

כפל תדר דופק רדיו

הספקטרום של פולסי הווידאו (איור 1b) מורכב מהרמוניות שהן כפולות של התדר הבסיסי, שהמשרעת שלה יורדת עם המספר ההרמוני הגובר. לכן, השימוש בהרמוניות עם מספרים גדולים אינו מעשי בגלל רמתן הנמוכה והקושי לסנן את ההרמונית הרצויה (באמצעות מסנן F).

ספקטרום תפוקת האנרגיה של המכפיל מאפיין את יעילות ההמרה

כפל תדר דופק רדיו

כאשר Рс הוא כוחו של ההרמונית השימושית; Рtot - הכוח של כל הרכיבים.

ה"טוהר" של האות במוצא NE מאופיין במקדם ההרמוני הצדדי

כפל תדר דופק רדיו

כאשר Up היא המשרעת של ההרמונית השימושית, Ub היא המשרעת של ההרמונית השכנה.

ניתן לראות מהטבלה שעם עלייה במספר ההרמונית המשומשת, היעילות ההמרה יורדת מהר מאוד. לכן, מומלץ להשתמש במכפיל דופק וידאו כאשר מקדם הכפל אינו יותר ממספר יחידות (בדרך כלל 3-5). כדי להשיג גורמי כפל גדולים, יש צורך להפעיל מספר שלבי כפל והגברה בסדרה עם רכיבי בחירה במוצא.

מספר הרמוני,n	פעימות וידאו קוסינוס		פולסי וידאו מלבניים קצרים
מספר הרמוני,n	n	y	n	y
2	0,22	-	0,16	1
3	0,14	1,8	0,15	1
4	0,11	1,2	0,14	1
5	0,08	1	0,13	1
10	0,04	0,8	0,1	1
30	0,02	0,7	0,05	1
50	0,0	0,5	0,033	1
100	0,002	0,5	0,018	1

הספקטרום של פולסי וידאו מלבניים קצרים עשיר יותר בהרמוניות: הטבלה מראה ש-n יורד לאט יותר עם המספר ההרמוני עולה מאשר במקרה של פולסי קוסינוס, אך הוא עדיין ערך קטן. מקדם ההרמוניות הצדדיות גדול, ונדרשים מכשירים סלקטיביים מורכבים כדי להחליש את הרכיבים המזיקים של הספקטרום.

אם רשת התדר נוצרת בשיטת ההטרודינינג, אז יש בעיות בבחירת מהודים קוורץ, התאמה או התאמת התדר שלהם.

מכפילי תדר רדיו

השיטה של כפל תדר פולס רדיו, המאפשרת שימוש בהרמוניות עד 1000, הוצעה לראשונה בארצנו על ידי V. I. Grigulevich בשנת 1952. תכונה יוצאת דופן של שיטה זו היא גם האפשרות להשיג ספקטרום כמעט אידיאלי. זה מושג על ידי העובדה שהאות המומר מקבל צורה של רצף של פולסים עם מילוי בתדר גבוה (פולסי רדיו) העונה על תנאים מסוימים.

עבור פולסי רדיו, כמו גם עבור פולסי וידאו (ראה איור 1, ב), הצורה, הרוחב והמרחק בין הרמוניות של הספקטרום נקבעים לפי הצורה, משך הזמן וקצב החזרה של הפולסים. בנוסף, תדר מילוי הפולסים קובע את מיקום המקסימום של מעטפת הספקטרום על ציר התדר. מיקום ההרמוניות על ציר התדר תלוי בחוק השינוי בשלב הראשוני של תנודות מפעימה לפולס.

אם השלבים הראשוניים של מילוי בתדר גבוה של פולסים בודדים משתנים על פי חוק אקראי, אזי המיקום של ההרמוניות על ציר התדר מקבל גם ערכים אקראיים. הספקטרום של רצף פולסי רדיו כזה יהיה רציף (רעש) בתוך המעטפת.

אם השלבים הראשוניים של פולסי הרדיו הם קוהרנטיים, כלומר, פולסי הרדיו הם, כביכול, "מנותקים" מתנודה סינוסואידאלית אחת מתמשכת (איור 2, א), אזי המקסימום של מעטפת הספקטרום (איור 2). XNUMX, ב) עולה בקנה אחד עם תדר המילוי (fo) ומיקום ההרמוניות על ציר התדר נקבע על ידי תדר המילוי, וזה חסרון במקרה זה. תנודות כאלה יכולות להיחשב כרציפות, מווסתות על ידי פולסים מלבניים.

כפל תדר דופק רדיו
איור 2.

אם השלבים ההתחלתיים P3 של פולסי הרדיו זהים וקבועים (יש שינוי פאזה קבוע בין מילוי בתדר גבוה של פולסים סמוכים), אזי רצף הפולסים הופך למחזורי בלבד (איור 3א). הספקטרום של רצף כזה (איור XNUMXb) מורכב מהרמוניות שהן כפולות של תדר החזרות ואינן תלויות בתדר המילוי.

כפל תדר דופק רדיו

לכן, במקרה זה, מתרחשת ההשפעה של הכפלת תדירות החזרות. התדר של ההרמוני עם משרעת מקסימלית קרוב למחזור העבודה. ניתן להשיג הנחתה של הרמוניות מזויפות, במיוחד שתיים סמוכות, וכתוצאה מכך ניתן להפחית משמעותית את הדרישות למסנן במוצא המכפיל. קצב הירידה באמפליטודות של הרמוניות סמוכות תלוי במשך הדופק. ככל ש-m גדול יותר, קרוב יותר ל-fo ולעתים קרובות יותר האפסים של המעטפה ממוקמים, כך התפרקות ההרמוניות מהר יותר. משמעות הדבר היא שכדי להגביר את היעילות ולהקטין את מקדם ההרמוניות הצדדיות, יש צורך להגדיל את היחס m/T. ערכי מקסימום בר השגה של m/T נמצאים בטווח של 0,9-0,95. במקרה זה, מקדם n מגיע לערך של 0,9, ו-y=0,1. אבל אפילו עם היחס m/T=0,5, לכפל פולסי רדיו יש יתרון משמעותי על פני כפל פולסי וידאו, המספק את הערכים n=0,5 ו-y=0,6.

שיטות לבניית מכפילי תדר פולסי רדיו.

על איור. 4 מציג דיאגרמת בלוקים של מתנד מקומי הבנוי על העיקרון של כפל תדר פולסי רדיו.

כפל תדר דופק רדיו
איור 4

תנודות מתנד הקוורץ KG מוזנות לאלמנט הלא ליניארי של ה-NO. פולסי הווידאו הנוצרים לאחר האלמנט הלא ליניארי מוזנים לאלמנט הבקרה של ה-RE, מה שיוצר את התנאים להתרחשות או התמוטטות של תנודות של המתנד העצמי G. יציבות התדר שלו אינה חיונית, שכן רק השינוי ב המשרעת של ההרמונית הפועלת תלויה בה, בעוד שיציבות התדר ההרמוני נקבעת על ידי יציבות מחולל הקוורץ. יש צורך שתהליך התרחשותן של תנודות מילוי בתדר גבוה יתרחש באותו אופן עבור כל פולס (איור 3א). תהליך דומה יכול להתבצע רק במנדנדים עצמיים. ניתן לבנות מעגלים מעשיים בדרכים שונות, תלוי באיזה מהפרמטרים משתמשים כדי לשבש תנודות עצמיות.

במחוללים בעלי הספק נמוך מתחום הגלים הקצרים, רצוי להשתמש במעגל עם שינוי בהתנגדות המקבילה של המעגל. ניתן להסביר את עקרון הפעולה של מעגל כזה בעזרת איור. 5.

כפל תדר דופק רדיו
איור 5

מעגל LC הוא מערכת מתנדנדת של המתנד העצמי G. במקביל למעגל המתנדנד, מחוברת דיודה D דרך הקבל המפריד SB. פולסי וידאו דו-קוטביים ממחולל ה-GI מוזנים אל הדיודה דרך הנגד R. ברגעי הזמן שבהם מגיעים פולסים חיוביים לדיודה, הדיודה ננעלת ומתחילות להתרחש תנודות עצמיות במחולל. במהלך פולסים שליליים, הדיודה נפתחת ומסירה את המעגל. תנודות של הגנרטור מתקלקלות. יש לבחור את הנגד R כך שכאשר הדיודה נעולה, היא לא תרחיק את המעגל הרבה. במקום דיודה, אתה יכול להשתמש בטרנזיסטור או מנורה. על איור. 6 מציג מעגל שבו שיפוע המנורה משמש כפרמטר הנהיגה.

כפל תדר דופק רדיו
איור 6

כאשר מתקבלים פולסים, מתח האנודה של המנורה עולה, זרם האנודה עולה, ומתרחשות תנודות בתדר גבוה. בהיעדר דופק, המתח באנודה יורד והתנודות מתקלקלות. ניתן ליישם בקרת מדרון דומה במעגל הרשת של המנורה. על איור. 7 מציג גרסה של המעגל באמצעות טרנזיסטורים.

כפל תדר דופק רדיו

ישנם מעגלים שבהם מקדם המשוב משמש כפרמטר העירור.

התקני עיצוב דופק חייבים להיות מסוככים היטב כדי למנוע דליפה הרמונית. נדרש סינון טוב של מעגלי חשמל, עמידה בכללי התקנה כלליים ושימוש בניתוק. אחת השיטות הרדיקליות למלחמה בהפרעות וקרינה מזויפת היא היווצרות אותות ברמות נמוכות. לכן, השימוש במעגלי טרנזיסטור מומלץ במיוחד. במקביל מצטמצמים גם מידות הציוד, המשקל וצריכת האנרגיה.

יתכן כי עבור מתכנני ציוד גלי קצר ומדידה חובבים השיטה שתוארה לעיל להשגת תדרים קבועים תהיה מפתה. לאחר מכן, תוך שימוש בעקרונות לעיל לבניית מעגלים, הכנסת אלמנטים של יצירתיות לתוכם, מעצבים יוכלו למצוא את מקומם לשיטה זו בין פתרונות טכניים אחרים.

ספרות:

1. V. I. Grigulevich. דרך חדשה להכפיל תדר. "Elektrosvyaz", 1956, מס' 6.
2. V. I. Grigulevich and N. Ya Immoreev. המרת תדר דופק רדיו. "רדיו סובייטי", 1966.
3. י' ח' ריזקין. מכפילי תדרים ומחלקים. "תקשורת", 1966.
4. ב פריסטלי. מכייל קוורץ VHF. עלון RSGB, יוני 1967

מחבר: T. Labutin (UA3CR); פרסום: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

ראה מאמרים אחרים סעיף הערה לתלמיד.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

תכולת אלכוהול של בירה חמה 07.05.2024

לבירה, כאחד המשקאות האלכוהוליים הנפוצים ביותר, יש טעם ייחודי משלה, שיכול להשתנות בהתאם לטמפרטורת הצריכה. מחקר חדש של צוות מדענים בינלאומי מצא כי לטמפרטורת הבירה יש השפעה משמעותית על תפיסת הטעם האלכוהולי. המחקר, בראשות מדען החומרים ליי ג'יאנג, מצא כי בטמפרטורות שונות, מולקולות אתנול ומים יוצרות סוגים שונים של אשכולות, מה שמשפיע על תפיסת הטעם האלכוהולי. בטמפרטורות נמוכות נוצרים יותר אשכולות דמויי פירמידה, מה שמפחית את החריפות של טעם ה"אתנול" וגורם למשקה להיות פחות אלכוהולי. להיפך, ככל שהטמפרטורה עולה, האשכולות הופכים דמויי שרשרת יותר, וכתוצאה מכך טעם אלכוהולי בולט יותר. זה מסביר מדוע הטעם של כמה משקאות אלכוהוליים, כגון באייג'יו, יכול להשתנות בהתאם לטמפרטורה. הנתונים שהתקבלו פותחים סיכויים חדשים ליצרני משקאות, ... >>

גורם סיכון מרכזי להתמכרות להימורים 07.05.2024

משחקי מחשב הופכים לצורת בידור פופולרית יותר בקרב בני נוער, אך הסיכון הקשור להתמכרות למשחקים נותר בעיה משמעותית. מדענים אמריקאים ערכו מחקר כדי לקבוע את הגורמים העיקריים התורמים להתמכרות זו ולהציע המלצות למניעתה. במהלך שש שנים, עקבו אחר 385 בני נוער כדי לגלות אילו גורמים עלולים לגרום להם להתמכרות להימורים. התוצאות הראו ש-90% ממשתתפי המחקר לא היו בסיכון להתמכרות, בעוד ש-10% הפכו למכורים להימורים. התברר שהגורם המרכזי להופעת התמכרות להימורים הוא רמה נמוכה של התנהגות פרו-חברתית. בני נוער עם רמה נמוכה של התנהגות פרו-חברתית אינם מגלים עניין בעזרה ובתמיכה של אחרים, מה שעלול להוביל לאובדן הקשר עם העולם האמיתי ולהעמקת התלות במציאות מדומה שמציעים משחקי מחשב. בהתבסס על תוצאות אלה, מדענים ... >>

רעשי תנועה מעכבים את גדילת האפרוחים 06.05.2024

הצלילים שמקיפים אותנו בערים מודרניות הופכים נוקבים יותר ויותר. עם זאת, מעטים האנשים שחושבים כיצד הרעש הזה משפיע על עולם החי, במיוחד יצורים עדינים כמו אפרוחים שעדיין לא בקעו מהביצים שלהם. מחקרים עדכניים שופכים אור על נושא זה, ומצביעים על השלכות חמורות על התפתחותם והישרדותם. מדענים מצאו שחשיפה של אפרוחי יהלום זברה לרעש תנועה עלולה לגרום להפרעה חמורה בהתפתחותם. ניסויים הראו שזיהום רעש יכול לעכב באופן משמעותי את בקיעתם, ואותם אפרוחים שצצים מתמודדים עם מספר בעיות מקדמות בריאות. החוקרים מצאו גם שההשפעות השליליות של זיהום הרעש משתרעות על הציפורים הבוגרות. סיכויי רבייה מופחתים וירידה בפוריות מעידים על ההשפעות ארוכות הטווח שיש לרעש התנועה על חיות הבר. תוצאות המחקר מדגישות את הצורך ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מודל לחיזוי ריקבון של ויטמינים בחלל 20.09.2019

צוות של מדעני תזונה מאוניברסיטת מסצ'וסטס אמהרסט פיתח מודל מתמטי פורץ דרך וידידותי למשתמש עבור נאס"א שאמור להבטיח שהמזון של האסטרונאוטים יישאר עשיר בחומרים מזינים במהלך משימות חלל ארוכות.

המחקר החדש נותן לנאס"א הזדמנות לחסוך בזמן לחזות את ההידרדרות של ויטמינים בטיסות החלל לאורך זמן ולתכנן בצורה מדויקת ויעילה יותר אספקה מחדש. המחקר מומן על ידי מענק של 982 דולר של נאס"א.

"לא היה מידע בספרות כדי לענות ישירות על השאלות והחששות שהיו לנאס"א. השתמשנו בנתונים בזמן אמת במחקר שלנו כדי לאמן מודל מתמטי ולקבוע עד כמה המודל יהיה חיזוי וחזק", אמר מחבר המחקר חאן שיאו , פרופסור ומדען ב-Clydesdale Scholar of Food Science.

שיאו ועמיתיו הראו לראשונה כיצד תיאמין (ויטמין B1) מתכלה תוך שנתיים בשלוש אפשרויות תפריט צוות: אורז חום, מרק אפונה וחזה בקר. שיאו אומר שזה היה "די טוב" לגלות שמרק אורז חום ואפונה המאוחסנים ב-20 מעלות צלזיוס הראו עמידות לפירוק תיאמין. עם זאת, התיאמין בחזה בקר היה הרבה פחות יציב, ושמר רק 3 אחוזים מהוויטמין לאחר שנתיים.

החוקרים מציינים כי נאס"א מדגישה את החשיבות של השגת חומרים מזינים באופן טבעי מהמזון. "זה עדיף לבריאות טובה יותר", אומר שיאו. "יותר ויותר מחקרים מראים שהגוף שלך לוקח כדורי ויטמין בצורה שונה ממזונות אמיתיים כמו מרק אפונה".

עוד חדשות מעניינות:

▪ אוזניות אלחוטיות של Audio-Technica QuietPoint ATH-ANC700BT

▪ LM27761 מהפך מתח קבלים עם מיתוג עם LDO

▪ אינטל תקים מפעל שבבים באוהיו

▪ כרטיס מסך MSI Radeon R9 290X Lightning

▪ D-Link DCS-8200LH HD מצלמת מעקב ביתית

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע של האתר חיים של פיזיקאים מדהימים. בחירת מאמרים

▪ מאמר מדע, חינוך, רפואה. ספר תשבצים

▪ מאמר מי הם ספקולנטים? תשובה מפורטת

▪ מאמר דיאתזה. בריאות