Удвоитель частоты на негаваристоре

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.

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.

При подаче на негаваристор напряжения синусоидальной формы с постоянной подпиткой, Рисунок 2, на выходе устройства будут наблюдаться сдвоенные асимметричные М-образные импульсы.

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.