Multiplicador de frequência em deslocadores de fase. Esquema, descrição

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Multiplicador de frequência em shifters de fase. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Ao contrário dos multiplicadores de frequência convencionais, os multiplicadores de deslocamento de fase podem fornecer um sinal de saída espectralmente puro que não requer filtragem. Usando circuitos de diferença de fase de banda larga para divisão de fase, é possível implementar multiplicadores independentes de frequência operando em uma faixa que cobre muitas oitavas.

O princípio de funcionamento de multiplicadores deste tipo é mostrado na Fig. A frequência da onda senoidal é multiplicada por N dividindo a tensão de entrada em N fases diferentes equidistantes entre si em uma faixa de 1°. N sinais com diferentes fases acionam N transistores operando no modo classe C, cujos sinais de saída são combinados para formar um pulso a cada 360°/N graus. Usando N transistores, a potência do sinal de entrada pode ser N vezes a potência necessária para saturar o transistor.

Fig.1a (clique para ampliar)

O multiplicador de frequência de áudio descrito por 4 (Fig. 1, b) contém deslocadores de fase de 90° dependentes da frequência R1C1 e R2C2. Os transistores Q1 e Q4 geram pulsos que são defasados na saída em 0 e 90°. A inversão de fase dos pulsos é realizada pelos transistores Q5 e Q6, que controlam os transistores Q2 e Q3, resultando na formação de pulsos com deslocamento de fase de 180 e 270° na saída deste último. Os pulsos de saída com mudança de fase de 90° são combinados para produzir frequência quádrupla. O multiplicador de faixa de áudio quadruplica as frequências de 625 a 2500 Hz.

Fig. 1b (clique para ampliar)

A amplitude do sinal de entrada é definida para o valor requerido com base no transistor Q4. Além disso, os resistores R3, R4 e R5 podem ajustar a amplitude do sinal para os transistores Q1, Q2 e Q3. O oscilograma mostra a alta qualidade do sinal de saída quando multiplicado por 4 frequências de entrada de 2500 Hz.

Em comparação com dispositivos convencionais, os multiplicadores de frequência baseados em deslocadores de fase em altas frequências possuem um nível mais baixo de subharmônicos. A Fig. 2a mostra uma versão de alta frequência de tal multiplicador (também por 4), na qual um simples deslocador de fase na forma de um circuito LCR é usado para mudar a fase em 90° (Fig. 2b). Uma propriedade interessante de tal circuito é que, com valores iguais de reatância, o deslocamento de fase entre a entrada e a saída é de 90°, independente da resistência R. Isso permite ajustar tanto a amplitude (alterando R) quanto a fase (alterando L ou C) do sinal.

Fig.2a (clique para ampliar)

Arroz. 2b

A indutância L é formada pelo enrolamento primário do transformador T1; Do enrolamento secundário, os transistores Q1 e Q2 recebem sinais deslocados em 90 e 270°, respectivamente. As mudanças de fase de 0 e 180° são realizadas pelo transformador T2, que está conectado aos transistores Q3 e Q4.

O circuito indutivo em forma de U na saída fornece correspondência ideal com uma carga de 50 Ohm e leve supressão de subharmônicos. Ao contrário dos dispositivos convencionais, este multiplicador suprime subharmônicos e não requer filtragem na saída.

Conforme medido por um analisador de espectro, o segundo e o terceiro harmônicos podem ser facilmente suprimidos em mais de 50 dB em relação ao nível útil do quarto harmônico.

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

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