Для удвоения частоты сигнала синусоидальной формы использован входной предыскажающий узел, выполненный на полупроводниковом элементе с участком отрицательного динамического сопротивления на вольтамперной характеристике (негаваристор).
Умножение частоты аналоговых сигналов обычно сопряжено с преднамеренным искажением формы исходного синусоидального сигнала и последующим выделением при помощи резонансных цепей необходимой для работы гармоники.
Для искажения формы исходного сигнала синусоидальной формы используют нелинейные электронные элементы, к числу которых, в частности, относятся негаваристоры.
Негаваристор (негатрон) по определению представляет собой электронный элемент, имеющий на вольтамперной характеристике (ВАХ) участок отрицательного динамического сопротивления, на котором ток с ростом напряжения не растет, а, напротив, уменьшается. На экране характериографа такая ВАХ напоминает латинскую букву S или N, или похожую на N греческую букву λ.
Разновидностей негаваристоров известно достаточно много; в основном они находят применение в качестве активных элементов простейших генераторов импульсов или усилителей [1–4].
На Рисунке 1 показан один из вариантов выполнения негаваристора с лямбдаобразной ВАХ с использованием биполярных и биполярно-полевых транзисторов.
 |
|
| Рисунок 1. | Негаваристоры с лямбдаобразной ВАХ на биполярно-полевых и биполярных транзисторах. |
При постепенном повышении напряжения на таком элементе электрический ток через него поначалу растет так, как это свойственно полупроводниковому диоду. Происходит это потому, что один из транзисторов негаваристора закрыт, а полупроводниковый переход эмиттер-база второго транзистора является аналогом полупроводникового диода.
С дальнейшим повышением напряжения ранее запертый транзистор начинает открываться и шунтирует цепь управления открытого до этих пор транзистора, Рисунок 2. Ток через негаваристор начинает падать с ростом напряжения, на ВАХ наблюдается участок отрицательного динамического сопротивления. С последующим ростом напряжения ток через негаваристор вновь начинает возрастать. Если затем начать снижать напряжение на негаваристоре, точка проявления отрицательного динамического сопротивления смещается, на ВАХ наблюдается своеобразный гистерезис, Рисунок 2.
 |
|
| Рисунок 2. | Обобщенная ВАХ негаваристоров, приведенных на Рисунке 1, а также вид исходного и искажённого сигналов на входе и выходе негаваристора. |
При подаче на негаваристор напряжения синусоидальной формы с постоянной подпиткой, Рисунок 2, на выходе устройства будут наблюдаться сдвоенные асимметричные М-образные импульсы.
 |
|
| Рисунок 3. | Удвоитель частоты на негаваристоре. |
Удвоитель частоты на негаваристоре, Рисунок 3, при помощи резонансного контура в цепи нагрузки выходного транзистора VT2 позволяет выделить сигнал чистой синусоидальной формы удвоенной частоты (вторую гармонику).
Литература
- Шустов М.А. Практическая схемотехника. 450 полезных схем. М.: Altex-A, 2001. Кн. 1. 352 с. (I изд.). 2003 (II изд.); М.: Додэка-XXI–Altex, 2007. 360 с. (II изд.).
- Шустов М.А. Практическая схемотехника. Полупроводниковые приборы и их применение. М.: Altex, 2004. Кн. 5. 304 с.
- Шустов М.А. НЧ-усилители на негаваристорах. Радиомир. 2009. № 4. С. 8–10.
- Шустов М.А. ФПЧ и генераторы на негатронах.
