АВТОГЕНЕРАТОР НА ТУННЕЛЬНОМ ДИОДЕ

АВТОГЕНЕРАТОР НА ТУННЕЛЬНОМ ДИОДЕ
Полезная модель относится к радиотехнике и может использоваться в устройствах стабилизации частоты.
Известен генератор на туннельном диоде (см. Манаев Е.И. «Основы радиоэлектроники, 1985, стр. 304), содержащий колебательный LC-контур, активный элемент - туннельный диод и резистивный делитель, с помощью которого выбирается рабочая точка на падающем участке вольт-амперной характеристики активного элемента. Такой автогенератор основан на использовании внутреннего отрицательного сопротивления активного элемента - туннельного диода, работает на падающем участке его вольтамперной характеристики и отличается очень простой схемой. По своим конструктивным параметрам туннельные диоды являются весьма перспективными активными элементами, так как они малогабаритны, весьма экономичны и способны работать в очень широком диапазоне частот (вплоть до сотен гигагерц). Однако данные генераторы имеют невысокую стабильность частоты колебаний, определяемую используемым резонансным LC-контуром с невысокой добротностью.
Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому, является автогенератор (см. Ушаков В.Н. «Основы радиэлектроники и радиотехнические устройства, 1976, стр. 269), содержащий туннельный диод, анод которого через первый резистор соединен с положительной шиной источника питания и через второй резистор - с общей шиной, к которой подключен параллельный LC-контур, а также блокировочный конденсатор, включенный параллельно второму резистору. Этот автогенератор также имеет не высокую стабильность частоты колебаний и не может генерировать одновременно колебания двух кратных частот, что часто требуется при создании синтезаторов частот.
Целью предлагаемого технического решения является получение одновременно колебаний двух кратных частот с высокой стабильностью.
Поставленная цель достигается тем, что в автогенератор, содержащий туннельный диод, анод которого через первый резистор соединен с положительной шиной источника питания и через второй резистор - с общей шиной, к которой подключен первый параллельный LC-контур, а также
блокировочный конденсатор, включенный параллельно второму резистору, введены второй параллельный LC-контур и кварцевый резонатор, включенный последовательно с конденсатором второго LC-контура. При этом второй LC-контур включен между катодом туннельного диода и частью индуктивности первого LC-контура, выход автогенератора на основной частоте осуществляется со второго LC-контура, а на частоте в п раз меньшей - с первого LC-контура, соответственно через первый и второй разделительные конденсаторы.
Существенным отличием предложенного технического решения является то, что с помощью введенных новых элементов, объединенных соответствующими связями с остальными элементами схемы, происходит возникновение одновременно колебаний двух кратных частот с одинаково высокой стабильностью, так как более высокостабильный контур синхронизирует колебания менее высокодобротного контура.
На фиг. 1 представлена электрическая принципиальная схема автогенератора на туннельном диоде (ТД).
Автогенератор содержит туннельный диод 1, анод которого через первый резистор 2 соединен с положительной щиной источника питания и через второй резистор 3 - с общей шиной, к которой подключен первый параллельный LC-контур 4, а также блокировочный конденсатор 5, включенный параллельно второму резистору 3. При этом между катодом туннельного диода 1 и частью индуктивности первого LC-контура 4 включен второй LC-контур 6, в котором последовательно с конденсатором контура включен кварцевый резонатор 7. Выход автогенератора на основной частоте осуществляется через первый разделительный конденсатор 8, а на частоте в п раз меньщей через второй разделительный конденсатор 9.
Автогенератор на туннельном диоде работает следующим образом. С помощью резисторов 2 и 3 на 1 устанавливается такое исходное постоянное напряжение UQ, чтобы рабочая точка находилась на середине падающего участка вольт-амперной характеристики. Для того, чтобы туннельный диод 1 по высокой частоте был подключен параллельно колебательным контурам 4 и 6, между его анодом и общей щиной источника питания включен конденсатор больщой емкости 5, сопротивление которого для основной частоты (Or и кратной частоты а,Уп близко к нулю. В начальный момент колебания в автогенераторе имеют малую амплитуду, не выходя за пределы падающего участка вольт-амперной характеристики и имеют форму.
с /(  6
близкую к гармонической. По мере роста амплитуды колебаний начинают использоваться участки характеристики с положительным сопротивлением, что приводит к уменьшению величины отрицательного сопротивления, а значит, к установлению динамического равновесия, т.е. к установлению стационарной амплитуды колебаний на основной частоте и частоте в п раз меньшей.
В автогенераторе имеются две замкнутые цепи обратной связи - для каждой из частот сОг и сор/п соответственно. Высокодобротный LC-контур 6 с кварцевым резонатором 7 синхронизирует колебания в обычном LC-контуре 4 с частотой в п раз меньшей основной частоты. Из этого можно иметь практическое применение подобного автогенератора. Например, в синтезаторе частот на основе системы импульсно-фазовой автоподстройки частоты (ИФАПЧ) используется высокодобротный кварцевый опорный генератор обычно на частоту порядка 10 МГц и делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления (ДФКД), необходимый для формирования частоты сравнения на фазовом детекторе системы ИФАПЧ. В таком случае предлагаемый автогенератор на ТД может выполнить одновременно функции опорного кварцевого генератора и ДФКД при очень простой схеме построения устройства.
Таким образом, предлагаемое техническое устройство, по мнению заявителя, обладает суш;ественными отличиями, так как при поиске не выявлены аналоги, содержащие признаки, сходные с отличительными.