Операцию умножения частоты обычно реализуют при помощи полупроводникового диода, на выходе которого кроме основной гармоники возникает спектр более высоких гармоник. Однако, чтобы выделить требуемую гармонику, требуются высококачественные и, как правило, сложные схемы фильтрации выходного сигнала при относительно малых амплитудах высших гармоник Во многих

случаях, часть которых опнса-

Рег!/ш-о-

S S10 11

1

ШПС1 г

5.3н

+ 153 -о

3,5н

иа ниже, применение ИС позволяет значительно упростить реализацию операции умножения частоты [27-30].

Удвоение частоты наиболее просто получить, формируя из входного сигнала сигнал треугольной формы с последующим его двухполупериодным выпрямлением [27. Устраняя затем постоянную составляющую и усиливая амплитуду треугольного сигнала в два раза, получаем выходной сигнал с удвоенной частотой. Умножение частоты входного сигнала в 2 раз достигается повторением описанной операции я раз. Довольно просто уд1Воить частоту и с пoющью yшoжитeля типа 525ПС! (рис. 3.25) [21]. Выходное напряжение

-155

Рис. 3 25 Делитель на перемно-жи1еле 525ПС1

КЕ cos bit = КЕ (I 4- cos 2ы1у2.

Постоянная составляющая отфильтровывается. Схема допускает подачу на ее входы напряжения Е с амплитудой не более db 5 В. Искажения выходного сигнала без дополнительной фильтрации не превышают 1% вплоть до частоты 0,2 МГц. Полосу пропускания можно расширить, уменьшив сопротивление нагрузки. Если в аналогичном включении использовать балансный модулятор И0Л1А1, то можно осуществить уд&эение частоты с той же точностью в диапазоне до 0,5 МГц.

Умножители частоты прямоугольных колебаний в 2 н 3 раза. В импульсных устройствах (например, в функциональных генераторах Уолша) часто необходимо увеличить частоту опорного сигнала без потери синхронизации. На примере увеличения частоты в 2 и 3 раза ниже описан метод, который может быть использован и для получения больших коэффициентов умножения [28].

Схечы умножителей для увеличения частоты в 2 и 3 раза и временные диаграммы их работы показаны на рис. 3.26. Треугольные колебания с вы-

ходов интеграторов ОУ1 усиливаЕотся н подаются а один из входов компаратора ОУЗ, к другому входу которого приложено усредненное значение входного напряжения. Из временной диаграммы для полупериода входцого напря-, ження {рис. 3.27) видно, что для повышения частоты в 3 раза необходимо, чтобы временной интервал А В был разделен на три равных отрезка длиной Х/3. Тогда нз подобия треугольников САВ, ДАВ а EFA следует, что

аз

о 3

Рис. 3.26. Умножитель частоты на 2 {о) и на 3 (б)

\3ых

у1{2Х1Ъ). Если =3, то у2. Кроме того, У1X-=yl[XIZ), т. е. У =Zy. Таким образом, при среднем значении входного напряжения у=2 В (К&-6 В) амплитуда треугольных колебаний на выходе усилителей 0У2 и ОУЗ должна быть соответственно 3 и 6 В. Один вход компаратора .можно заземлить, если треугольные колебания подаются на его другой вход относительно нулевого уровня \

Описанный [1ринцип может быгь использован для получения коэффициентов умножения больше 3, но при этом следует учитывать ограничения, на-

кладываемые интегратор(7М Приведенные умножители удовлетворительно работают до частоты 10 кГц, Если требуется удвоить частоту сигнана произвольной формы в пределах 40-600 кГц, то можно воспользоваться схемой, собранной на интегральных компараторах 521СА2 (рис. 3.28). Выходной прямоугольный сигнаи, удвоенный по отношению ко входному, имеет коэффициент заполнения 38% у нижней границы указанного диапазона частоты и 65% у вер хней [29]* Приведенные временные диаграммы полностью описывают работ у удвоителя. Напряжение на ко11денсаторе С1 имеет форму, близкую к треугольной, а его максимумы сдвинуты на 90 относительно максимума входного сигнала Выходные напряжения компараторов сдвинуты относительно Друг друга также на 90°. Процесс переключения выходных транзисторов TI и Т2 описывается

логической функцией XY -f XY = \, обладающей свойством удвоения частоты прямоугольных сигнэлой, Лпод и резистор в иепи баз трзнзчсторое Т! и Т2 предотвращают ложное переключение, когда оба компаратора находятся в одном состоянии, но их выходные напряжения отличаются.

Рис. 3 27 Диаграмма, поясняющая принцип умножения частоты

5,23-

-0,58 =

125 п

5::с1ги-1 гър

вых -

Рис. 3 28, Высокочастотный (40-600 кГц) умножитель частоты ка 2

На оптимальной рабочей частоте, равной [20 кГц, коэффициент заполне ния прямоугольного напр.яжсиия равен 50о Ниже этойчастоты коэффици ент заполнения уменьшается вследствие экспоненциального закругления тре угольного сигнала. На более высоких частотах этот коэффициент увеличи-