Способ генерации и частотной модуляции высокочастотных сигналов и устройство его реализации

н
0
1. Способ генерации и частотной модуляции высокочастотных сигналов, основанный на преобразовании энергии источника постоянного напряжения в энергию высокочастотного сигнала, взаимодействии высокочастотного сигнала с цепью прямой передачи, выполненной из трехполюсного нелинейного элемента и четырехполюсника, нагрузкой и цепью внешней обратной связи, выполнении условий возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз, определяющих соответственно амплитуду и частоту генерируемых высокочастотных сигналов, условий согласования цепи прямой передачи с нагрузкой и условий согласования нагрузки с управляющим электродом трехполюсного нелинейного элемента, изменении частоты генерируемого сигнала по закону изменения амплитуды низкочастотного управляющего сигнала, отличающийся тем, что цепь прямой передачи выполняют из каскадно-соединенных комплексного четырехполюсника и трехполюсного нелинейного элемента, нагрузку выполняют в виде первого двухполюсника с комплексным сопротивлением, в качестве цепи внешней обратной связи используют произвольный комплексный четырехполюсник, последовательно подключенный к цепи прямой передачи, цепь прямой передачи и цепь обратной связи как единый узел каскадно включают между введенным вторым двухполюсником с комплексным сопротивлением, имитирующим сопротивление источника сигнала генератора и частотного модулятора в режиме усиления, и нагрузкой, в интересах реализации частотной модуляции условия возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз и условия согласования последовательно выполняют в заданной полосе частот и соответствующем диапазоне изменения амплитуды низкочастотного управляющего сигнала за счет выбора частотных зависимостей мнимых составляющих сопротивлений первого x и второго x двухполюсников с комплексными сопротивлениями из условия обеспечения стационарного режима генерации в виде равенства нулю знаменателя коэффициента передачи в режиме усиления в заданной полосе частот и соответствующем диапазоне изменения амплитуды низкочастотного управляющего сигнала в соответствии со следующими математическими выражениями:
где
a
a
a
a
a
1
0
2
0
1
0
2
0
1
0
2
0
1
0
2
0
н
0
=Re(), =Im(), b=Re(b), b=Im(b), c=Re(c), c=Im(c), d=Re(d), d=Im(d) - частотные зависимости действительных и мнимых составляющих ненормированных элементов классической матрицы передачи всего устройства; , b, c, d - заданные частотные зависимости комплексных элементов классической матрицы передачи комплексного четырехполюсника в цепи прямой передачи на заданных частотах;  - заданные зависимости комплексных элементов матрицы сопротивлений трехполюсного нелинейного элемента в цепи прямой передачи от частоты генерируемого сигнала и амплитуды низкочастотного сигнала;  - заданные частотные зависимости комплексных элементов матрицы сопротивлений комплексного четырехполюсника цепи обратной связи; r, r - заданные частотные зависимости действительных составляющих комплексных сопротивлений нагрузки и сопротивления источника сигнала устройства генерации и частотной модуляции в режиме усиления.
нn
0n
1k
1k
0k
1k
1k
0k
2. Устройство генерации и частотной модуляции высокочастотных сигналов, состоящее из источника постоянного напряжения и низкочастотного управляющего сигнала, цепи прямой передачи из трехполюсного нелинейного элемента и четырехполюсника, нагрузки и цепи внешней обратной связи, отличающееся тем, что цепь прямой передачи выполнена из каскадно-соединенных комплексного четырехполюсника и трехполюсного нелинейного элемента, нагрузка выполнена в виде первого двухполюсника с комплексным сопротивлением, в качестве цепи внешней обратной связи использован произвольный комплексный четырехполюсник, последовательно подключенный к цепи прямой передачи, цепь прямой передачи и цепь обратной связи как единый узел каскадно включены между введенным вторым двухполюсником с комплексным сопротивлением, имитирующим сопротивление источника сигнала генератора и частотного модулятора в режиме усиления, и нагрузкой, мнимые составляющие первого и второго двухполюсников с комплексными сопротивлениями z и z выполнены из последовательного колебательного контура с параметрами, L, C, параллельно соединенного с емкостью C, значения параметров L, C, C в интересах обеспечения частотной модуляции определены из условия реализации стационарного режима генерации в виде равенства нулю знаменателя коэффициента передачи в режиме усиления на трех заданных частотах и соответствующих трех значениях амплитуды низкочастотного управляющего сигнала в соответствии со следующими математическими выражениями:
где
n
n
n
1
0
2
0
1
0
2
0
1
0
2
0
1
0
2
0
n
n
n
n
нn
0n
a
a
a
a
a
ω=2πf; f - заданные частоты; n=1, 2, 3 - номера заданных частот; k=0, н - индекс, характеризующий сопротивление источника сигнала генератора и частотного модулятора в режиме усиления (k=0) и нагрузки (k=н) соответственно; =Re(), =Im(), b=Re(b), b=Im(b), c=Re(c), c=Im(c), d=Re(d), d=Im(d) - действительные и мнимые составляющие ненормированных элементов классической матрицы передачи всего устройства; , b, c, d - заданные значения комплексных элементов классической матрицы передачи комплексного четырехполюсника в цепи прямой передачи на заданных частотах;  - заданные значения комплексных элементов матрицы сопротивлений трехполюсного нелинейного элемента в цепи прямой передачи на заданных частотах и соответствующих трех значениях амплитуды низкочастотного управляющего сигнала;  - заданные значения комплексных элементов матрицы сопротивлений комплексного четырехполюсника цепи обратной связи на заданных частотах; r, r - заданные значения действительных составляющих комплексных сопротивлений нагрузки и сопротивления источника сигнала устройства генерации и частотной модуляции в режиме усиления на заданных частотах.