Удвоитель частоты: Умножители частоты Mini-Circuits

Содержание

Схема умножителей частоты » Паятель.Ру


Для работы любительских радиостанций на высокочастотных участках УКВ и СВЧ диапазонов гетеродины приемников и передатчиков становятся многокаскадными. Задающий генератор, который является первым каскадом гетеродина, обычно работает на довольно низкой частоте.


Делается это по разным причинам.

• На низких частотах проще подобрать необходимый кварцевый резонатор или создать более благоприятные условия для стабилизации частоты в генераторах с параметрической стабилизацией.
• На низких частотах легче организовывать управление частотой генератора.
• Отсутствие у радиолюбителей высокочастотных кварцевых резонаторов.

Многокаскадный гетеродин состоит из генератора и последующих нескольких каскадов умножения частоты до необходимой рабочей величины. Так, например, если нам необходимо для КВ радиоприемника, имеющего любительский диапазон 21 МГц разработать конвертер для приема сигналов в диапазоне 145 МГц, — нужно создать гетеродин с рабочей частотой 123 МГц.

Получить такую рабочую частоту можно несколькими способами, с использованием самых разнообразных кварцевых резонаторов. Одним из вариантов может быть применение КР на частоту 13,66 МГц.

В этом случае собственно генератор должен генерировать частоту 13,66 МГц, а следующие два каскада должны выполнить умножение этой частоты в 9 раз, т.е. каждый из каскадов должен умножать частоту на 3, или, как говорят, каждый из этих каскадов должен работать в режиме утроителя частоты.

Как правило, умножительные каскады в большее число раз в любительской практике используются редко.

Схемы простых умножителей частоты

Фактически умножитель частоты не является каким-то необычным, специальным каскадом, а представляет собой обычный усилительный каскад высокой частоты. На рис.1 приведены две схемы простых умножителей частоты.

Схема на рис.1 представляет собой обычный каскад УВЧ. Резисторами R1, R2 и R3 устанавливается режим работы транзистора VT1. Контур L1C3 должен быть настроен на частоту нужной гармоники электромагнитных колебаний, поступающих на этот каскад через С1 от каскада предыдущего.

Выделенный в контуре L1C3 сигнал нужной частоты подается к следующему каскаду через конденсатор С5. Резистор R4 и конденсатор С2 предотвращают попадание ВЧ энергии в цепи питания (являются блокировочными элементами).

Схема на рис.2 уже имеет значительные отличия от предыдущей схемы. Главное отличие в том, что транзистор VT1 в этой схеме работает в ключевом режиме, т.е. ток через транзистор протекает только во время прохождения через базу транзистора импульса положительного полупериода колебаний, которые поступают через С1.

Контур L1C3 является параллельной нагрузкой, настроенной на частоту нужной гармоники. Выделенный в этом контуре сигнал нужной частота подается к следующему каскаду через С4.

Схемы двухтактных удвоителей

Требование о необходимости содержания в сигнале гетеродина минимальных шумов, которые зависят от наличия в сигнале большого числа гармоник, поставило задачу уменьшить число этих гармоник.

Выполнить поставленную задачу удается с помощью специальных двухтранзисторных умножителей, в которых эти два транзистора включены по двухтактной схеме. На рис.3 приведена принципиальная схема двухтактного удвоителя частоты.

Рис.3

Транзисторы на схеме рис.3 включены по так называемой двухтактной схеме. Дело в том, что на базы этих транзисторов поступают противофазные сигналы и в течение одного из полу-периодов поступающего сигнала работает транзистор VT1, а в течение второго полупериода работает транзистор VT2.

Поскольку эти два транзистора работают на общую для них нагрузку, то в этой нагрузке, за один период частоты поступающего на каскад сигнала, возникают два периода уже новой, удвоенной частоты.

Если поступающий на такой каскад сигнал достаточно сильный, то точно таким же образом на выходе можно выделить и четвертую гармонику поступающего на вход сигнала.

Как вы уже заметили, двухтактный удвоительный каскад выделяет в своей нагрузке только четные гармоники. Все нечетные гармоники подавляются и в последующем сигнале уже не присутствуют.

Сигнал, который должен быть удвоен, выделяется в контуре L1C. Поверх катушки L1 наматывается катушка L2, выполненная из двух отдельных проводов. Делается катушка L2 следующим образом. Нужно отмерить и отрезать два одинаковых куска изолированного тонкого провода, длина которых должна быть достаточной для намотки поверх катушки L1 3…5 витков, из которых будет состоять катушка L2.

Затем два конца обоих проводов зажимаются и эти два провода свиваются в единый жгут. После намотки катушки L2 получившимся жгутом и закреплении её витков, начало одного из проводов соединяется с концом другого провода. Таким путем образуется средняя точка катушки L2, которая соединяется с корпусом (заземляется). Оставшиеся конец первого провода и начало провода второго подключаются, через конденсаторы С1 и С2, к базам транзисторов VT1 и VT2.

Таким путем организуется противофазная подача сигналов к базам VT1 и VT2.

Рис.4

На рис.4 приведена принципиальная схема второго варианта двухтактного удвоителя частоты. Схема этого варианта несколько проще и содержит меньшее количество деталей, но работает так же эффективно. Как вы уже заметили, нагрузка удвоительного каскада, роль которой выполняет контур L3C3, включена в этом варианте последовательно.

В таком случае нужно всегда помнить, что выходные емкости транзисторов складывается и отвод для подключения катушки должен располагаться ближе к заземленному по ВЧ концу катушки.

Ток через транзисторы, и вместе с ним, усиление удвоенного сигнала регулируется подбором величины сопротивления R1. Емкость С1 обычно берется в пределах 120…200 пФ.

Гармонический удвоитель частоты с фазовой обратной связью в режиме колебаний второго рода

Гармонический удвоитель частоты с фазовой обратной связью в режиме колебаний второго рода

By В.В. Рапин, С.В. Хуторненко and В.Н. Савченко

Abstract

В работе представлено приближенное аналитическое решение укороченных уравнений синхронизированного автогенератора (АГ) с фазовой обратной связью (ФОС), работающего в режиме удвоения частоты. Это позволяет получать простые и достаточно точные выражения для проектирования гармонических удвоителей частоты и их систем

Topics: Обробка інформації в складних технічних системах, УДК 621.373.072.9, синхронизированный автогенератор, фазовая обратная связь, гармонические удвоители

Publisher: Kharkiv national Air Force University named after I. Kozhedub

Year: 2005

OAI identifier: oai:periodic.hups.mil.gov.ua:article/4717


Диодные преобр. частоты для радиоизм. аппаратуры СВЧ- и КВЧ-диапазонов

77

ны (потери преобразования выше на 3-5 дБ) по сравнению с микросбор-

ками на умножительных диодах.

Удвоитель частоты 50-75 ГГц

Конструкция удвоителя частоты 50-75 ГГц аналогична конструкции

удвоителя 37,5-53,57 ГГц (рис. 3.22) за исключением уменьшенного сече-

ния волноводного канала (3,6×1,8 мм) и замены входного коаксиально-

полоскового перехода на волноводно-полосковый.

Результаты измерения выходной мощности (при

Р

вх

= 100 мВт) уд-

воителя частоты на двухдиодной микросборке с умножительными диода-

ми приведены на рис. 3.26. Там же показана выходная мощность удвоите-

ля на диодах А92220-2.

Рис. 3.26. Уровень выходной мощности удвоителя частоты 50-75 ГГц

Из сравнения результатов измерений следует, что в большей части

рабочего диапазона выходная мощность удвоителя частоты на микро-

сборке на 3-5 дБ больше по сравнению с

Р

вых

удвоителя на дискретных

элементах. Исследование удвоителя частоты 50-75 ГГц с другими типами

микросборок дало следующий результат:

эффективность преобразования с четырёхдиодной микросборкой на

умножительных диодах близка к эффективности удвоителя на дис-

кретных элементах;

удвоитель на микросборках со смесительными диодами (2-х и

4-х диодных) имеют существенно большие (на 5-7 дБ) потери преоб-

разования.

Измерения подавления паразитных гармоник в спектре выходного

сигнала для удвоителя на двухдиодной умножительной микросборке по-

казывают: первая гармоника входного сигнала подавлена на 30-50 дБ, тре-

тья – на 35-50, и четвёртая – на 30-40 дБ, что на 10-15 дБ лучше по срав-

нению с удвоителем на дискретных элементах.

Трансформатор для преобразования частоты | мтомд.инфо

С использованием трансформаторов выполняют схемы для удвоения и утроения частоты питающего напряжения.

Удвоитель частоты

Удвоение частоты осуществляют с помощью трансформатора, магнитная система которого состоит из двух независимых магнитопроводов α и β (рис. 1). Первичная обмотка, имеющая число витков w1 и включаемая в сеть с частотой f1 охватывает оба магнитопровода. Магнитопроводы α и β обмоткой О, состоящей из двух частей, подмагничиваются таким образом, что усиливается поток магнитопровода α и ослабляется поток магнитопровода β.

Схема удвоителя частоты

Рис. 1

В каждом магнитопроводе МДС, создаваемая этой обмоткой, равна F0. В правом квадранте на рисунке 2 построены магнитные характеристики Фα=f(i1) и Фβ=f(i1) магнитопроводов с учетом действия МДС F0. Там же показана зависимость суммарного магнитного потока Фα+ Фβ от тока первичной обмотки i1. Магнитный поток Фαβ=Ф сцеплен с первичной обмоткой и наводит в ней ЭДС e1 (эта ЭДС практически равна и направлена противоположно приложенному напряжению u1).

Определение формы кривой вторичного напряжения удвоителя частоты

Рис. 2

Вторичная обмотка с числом витков w2 состоит из двух частей, расположенных на разных магнитопроводах. Эти части обмотки включены встречно, поэтому результирующее потокосцепление вторичной обмотки пропорционально разности магнитных потоков (Фα — Фβ). Зависимость (Фα — Фβ) = f(i1) также показана на рис. 2.

Если к первичной обмотке приложить синусоидальное напряжение u1, то магнитный поток Ф = Фαβ будет практически синусоидальным и изменяться во времени с частотой f1 (левый квадрант на рис. 2). Изменение во времени магнитного потока, сцепленного со вторичной обмоткой (Фα — Фβ), можно получить построением по точкам 1-2-3-4. Эта зависимость имеет пульсирующий характер с частотой пульсаций, равной 2f1. Индуктируемая во вторичной обмотке ЭДС e2 будет пропорциональна d(Фα — Фβ)/dt и иметь частоту 2f1.

Для снижения падения напряжения в цепи вторичной обмотки при нагрузке последовательно с этой обмоткой включают конденсатор С, компенсирующий индуктивность обмотки. Регулирование напряжения производится изменением тока в подмагничивающей обмотке.

Утроитель частоты

Утроитель частоты состоит из трех однофазных трансформаторов, работающих при сильно насыщенном сердечнике.

Схема утроителя частоты

Рис. 3

Первичные обмотки соединены «звездой», а вторичные — последовательно. Как известно, намагничивающий ток имеет сложную форму кривой и помимо основной гармонической составляющей имеет третью, изменяющуюся с частотой f3 = 3f1.

При соединении первичной обмотки «звездой» токи основной гармоники уравновешиваются, и под действием третьей гармоники магнитный поток наводит во вторичной обмотке напряжение, изменяющееся с тройной частотой.

Удвоитель частоты синусоидального сигнала

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве умножителя частоты при создании радиопередающих устройств KB и УКВ диапазона.

Известен гармонический умножитель частоты [1], содержащий задающий генератор, сигнал с которого поступает на вход фазоинвертора с синфазным и противофазным выходами, формирующего гармонические синфазное и противофазное напряжения, первый полупроводниковый диод и второй полупроводниковый диод, при этом анод первого полупроводникового диода подключен к синфазному выходу фазоинвертора, а анод второго полупроводникового диода соединен с инвертирующим выходом фазоинвертора, нагрузочный резистор, первый вывод которого подключен к общей точке, первый транзистор, коллектор и эмиттер которого подключены к соответствующим разноименным электродам первого полупроводникового диода, второй транзистор, коллектор и эмиттер которого подключены к соответствующим разноименным электродам второго полупроводникового диода, первый конденсатор, первый вывод которого подключен к катоду первого полупроводникового диода, а второй его вывод соединен со вторым выводом нагрузочного резистора, второй конденсатор, первый вывод которого подключен к катоду второго полупроводникового диода, а второй его вывод соединен со вторым выводом нагрузочного резистора, первый резистор, первый вывод которого соединен с синфазным выходом фазоинвертора, а второй его вывод подключен к базе второго транзистора, второй резистор, первый вывод которого соединен с противофазным выходом фазоинвертора, а второй его вывод подключен к базе первого транзистора, при этом точка соединения второго вывода первого конденсатора со вторым выводом нагрузочного резистора является выходом устройства.

Но в известном устройстве уровень выходного сигнала оказывается недостаточным для применения в радиопередающих устройствах. Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению является гармонический умножитель частоты [2], содержащий входной трансформатор с первичной и вторичной обмотками, к первичной обмотке которого подключен источник синусоидального сигнала, нагрузочный резистор, первый вывод которого подключен к общей точке схемы, первый и второй транзисторы, к базам которых подключены первые выводы соответственно первого и второго резисторов, источник питания, первый и второй выходные широкополосные трансформаторы, каждый из которых имеет первичную и вторичную обмотки, при этом один конец вторичной обмотки входного трансформатора подключен ко второму выводу первого резистора, второй конец вторичной обмотки входного трансформатора подключен ко второму выводу второго резистора, первичные обмотки первого и второго выходных трансформаторов соединены последовательно синфазно, к точке их соединения подключен потенциальный выход источника питания, общий выход которого соединен с коллекторами первого и второго транзисторов и подключен к общей точке схемы, свободный конец первичной обмотки первого выходного трансформатора соединен с эмиттером первого транзистора и подключен к точке соединения второго резистора и базы второго транзистора, свободный конец первичной обмотки второго выходного трансформатора соединен с эмиттером второго транзистора и подключен к точке соединения первого резистора и базы первого транзистора, вторичные обмотки первого и второго выходных трансформаторов соединены последовательно противофазно, свободный конец вторичной обмотки второго выходного трансформатора соединен с общей точкой схемы, а свободный конец вторичной обмотки первого выходного трансформатора подключен ко второму выводу нагрузочного резистора и является выходом умножителя.

Однако известное устройство является сложным для использования.

Техническим результатом настоящего изобретения является упрощение устройства при одновременном увеличении выходной мощности.

Технический результат достигается тем, что в умножитель частоты синусоидального сигнала, содержащий источник синусоидального сигнала, подключенный к первичной обмотке входного трансформатора с первичной и вторичной обмотками, первый и второй транзисторы, коллекторы которых соединены между собой, первый и второй резисторы, первый вывод вторичной обмотки входного трансформатора соединен с первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с базой первого транзистора и эмиттером второго транзистора, второй вывод вторичной обмотки входного трансформатора соединен с первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с базой второго транзистора и эмиттером первого транзистора, источник питания, общий выход которого соединен с общей точкой схемы, нагрузку в виде резистора, один вывод которого соединен с общей точкой схемы, дополнительно введены два дросселя, первые выводы которых соединены, к точке их соединения подключен потенциальный выход источника питания, второй вывод первого дросселя подключен к точке соединения эмиттера первого транзистора с вторым выводом второго резистора и базой второго транзистора, второй вывод второго дросселя подключен к точке соединения эмиттера второго транзистора с вторым выводом первого резистора и базой первого транзистора, а нагрузка в виде резистора подключена между общей точкой схемы и точкой соединения коллекторов обоих транзисторов, которая является выходом удвоителя частоты.

Новым качеством, не обнаруженным в патентной и научно-технической литературе, является то, что в заявленном устройстве источник питания через один дроссель подключен к точке соединения эмиттера первого транзистора и базы второго и через другой дроссель соответственно к точке соединения эмиттера второго транзистора и базы первого, что обеспечивает максимальную амплитуду коллекторных токов обоих транзисторов поочередно каждую половину периода исходного сигнала, протекающих через нагрузку от источника питания.

На фиг. 1 представлена схема удвоителя частоты синусоидального сигнала.

Удвоитель частоты содержит источник синусоидального сигнала 1, входной трансформатор 2, первый транзистор 3, второй транзистор 4, первый резистор 5, второй резистор 6, первый дроссель 7, второй дроссель 8, источник питания 9 и нагрузку в виде резистора 10.

На фиг. 2 представлены результаты моделирования работы удвоителя частоты. На фиг. 2 обозначено: а) сигнал источника 1 и напряжение на нагрузочном резисторе 10 при открытом первом транзисторе 3, б) сигнал источника 1 и напряжение на нагрузочном резисторе 10 при открытом втором транзисторе 4, в) сигнал источника 1 и выходной сигнал удвоителя.

Удвоитель частоты синусоидального сигнала работает следующим образом.

Двухполярный синусоидальный сигнал от источника 1 через выходную обмотку трансформатора 2 и резисторы 5 и 6 поступает на базы соответственно первого 3 и второго 4 транзисторов. Через подключенные к эмиттерам дроссели 7 и 8 на транзисторы 3 и 4 подается напряжение открывающей полярности от источника питания. Приложенное между базами и эмиттерами транзисторов 3 и 4 напряжение от источника исходного синусоидального сигнала 1 будет открывающей полярности для каждого транзистора через половину периода. Соответственно транзисторы 3 и 4 поочередно через половину периода исходного синусоидального сигнала открываются и их коллекторные токи каждую половину периода также поочередно протекают от источника питания через нагрузку 10. Около моментов смены полярности исходного синусоидального сигнала величина напряжения между базами и эмиттерами транзисторов оказывается недостаточной для открывания транзисторов, оба транзистора 3 и 4 одновременно запираются и в эти моменты ток от источника питания через нагрузку отсутствует. Таким образом, возникающий разрыв тока формирует на нагрузке 10 напряжение удвоенной частоты.

На фиг. 2в) показано соотношение амплитуд и частот входного и выходного сигналов предлагаемого удвоителя частоты. Для работы предлагаемого удвоителя необходимой и достаточной величиной входного сигнала является синусоидальный сигнал амплитудой 2 В. Уровень выходного сигнала зависит от напряжения питания. Путем изменения величин резисторов 5, 6, присоединенных к базам транзисторов, устанавливаются амплитуды коллекторных токов транзисторов. На фиг. 2 приведены величины сигналов при напряжении питания 28 В, величине базовых резисторов 0,5 Ом и нагрузки в виде резистора величиной 51 Ом. Величины индуктивностей обоих дросселей выбираются так, чтобы их индуктивное сопротивление на частоте входного сигнала было бы существенно меньше сопротивления нагрузки, но не шунтировало бы входные сопротивления транзисторов.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. RU 2380822 С2, 09.09.2008, патент РФ. Гармонический умножитель частоты.

2. RU 2533314 С1, 02.06.2013, патент РФ. Гармонический умножитель частоты (прототип).

Удвоитель частоты синусоидального сигнала, содержащий источник синусоидального сигнала, подключенный к первичной обмотке входного трансформатора с первичной и вторичной обмотками, первый и второй транзисторы, коллекторы которых соединены между собой, первый и второй резисторы, первый вывод вторичной обмотки входного трансформатора соединен с первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с базой первого транзистора и эмиттером второго транзистора, второй вывод вторичной обмотки входного трансформатора соединен с первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с базой второго транзистора и эмиттером первого транзистора, источник питания, общий выход которого соединен с общей точкой схемы, нагрузку в виде резистора, один вывод которого соединен с общей точкой схемы, отличающийся тем,что в него дополнительно введены два дросселя, первые выводы которых соединены, к точке их соединения подключен потенциальный выход источника питания, второй вывод первого дросселя подключен к точке соединения эмиттера первого транзистора с вторым выводом второго резистора и базой второго транзистора, второй вывод второго дросселя подключен к точке соединения эмиттера второго транзистора с вторым выводом первого резистора и базой первого транзистора, а нагрузка в виде резистора подключена между общей точкой схемы и точкой соединения коллекторов обоих транзисторов, которая является выходом удвоителя частоты.

Russian HamRadio — Специальные удвоители частоты и их применение.

Очень часто в радиолюбительской практике приходится сталкиваться с ситуацией, когда традиционные схематические решения не дают положительного результата. Так появилась необходимость в создании эффективного удвоителя УКВ диапазона.

В результате поисков мне удалось найти принципиальную схему очень эффективного удвоителя, способного работать на частотах, начиная от звуковых частот, кончая частотами СВЧ диапазона. Хочу поделиться с вами некоторыми вариантами этой схемы удвоителя. Основной принцип работы схемы можно понять из обобщенного варианта, изображенного на рис. 1.

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема удвоителя частот

Первый каскад устройства выполнен на транзисторе VT1 и представляет собой транзисторный усилитель напряжения. На вход каскада подается через конденсатор С1 сигнал с исходной частотой, затем этот сигнал усиливается транзистором VT1.

От первого каскада исходят сразу две линии – одна от истока транзистора, вторая – от коллектора. Сигналы в этих линиях примерно равны между собой по величине, но находятся в противоположных фазах.

Второй каскад устройства состоит из двух усилителей, выполненных на транзисторах VT2 и VT3. Эти два усилителя работают на один и тот же нагрузочный резистор R7, при этом каждая полуволна исходного сигнала создает на нагрузке R7 полную волну выходного сигнала, т.е. происходит процесс

удвоения частоты.

Компьютерный анализ показал, что в выходном сигнале присутствует достаточно мощная гармоника исходной частоты, поэтому через конденсатор С4 выходной удвоенный сигнал должен подаваться на полосовой фильтр.

Диапазон использования этой схемы зависит от выбранного типа высокочастотных транзисторов. Как показал компьютерный анализ, с указанными на схеме транзисторами работоспособность схемы простирается до частот 1000 МГц и выше.

На рис. 2 представлен упрощенный вариант схемы удвоителя частоты для УКВ диапазона.

Рис. 2. Упрощенная схема удвоителя частоты

В этом схеме исходный сигнал выделяется на контуре L1C1, при этом в связанных с этим контуром индуктивностях L2 и L3 выделяются два противофазных сигнала, которые усиливаются транзисторами VT1 и VT2.

На общей нагрузке этих транзисторов R3 выделяется выходной сигнал с удвоенной частотой (по сравнению с исходной частотой). Этот сигнал дальше должен пройти через полосовой фильтр, состоящий, как минимум, из двух контуров.

Интересные возможности предоставляет схема удвоителя звуковых частот, изображенная на рис. 3.

Рис. 3. Принципиальная электрическая схема удвоителя звуковых частот

В практических условиях в качестве диодов D1 и D2 можно использовать диоды типа Д219 … Д221, в качестве трансформатора Тр1 можно применить переходной трансформатор от старого транзисторного приемника.

Остальные детали пояснений не требуют. В некоторых случаях параллельно первичной обмотке трансформатора Тр1 можно подключить конденсатор постоянной емкости величиной 1 … 2 мкф

.

Если вы хотите использовать на входе сигнал достаточно высокого напряжения, то можно на входе поставит ограничительную цепочку из двух последовательно соединенных пар встречно-параллельных диодов.

Где можно использовать эту конструкцию?

· Если вам надоедают шумы и трески при приеме телеграфных сигналов, то подключите такой удвоитель на выход своего радиоприемника. Телефоны подключаются на выход удвоителя. Получаются удивительные вещи! Абсолютно никаких шумов и тресков. Чистейшего тона телеграфный

сигнал появляется внезапно, постоянно с большой громкостью. Очень впечатляющая картина!

Рис. 4. Еще одна схема удвоителя звуковых частот

· Любители пакетной связи на КВ диапазонах, а также всех прочих видов цифровой связи, страдающие от импульсных помех больше других, могут поставить такое устройство между выходом радиоприемника и входом модема.

В этом случае разнос частот в модеме должен быть не 200 Гц, а 400 Гц (т.е. разнос частот должен быть удвоен).

Преимущества:

1. Увеличивается разнос частот, что очень важно.

2. Исчезают все виды импульсных и прочих помех.

Еще один вариант подобной схемы представлен на рис. 4. Этим вариантом я пользуюсь чаще, особенно для удвоителей УКВ диапазона. Думаю, что и на звуковых частотах результаты будут хорошими.

Советую попробовать. Не пожалеете!

Г. Тяпичев (RA3XB), [email protected]

Делители, умножители частоты, синус-косинус интерполяторы

Делители и умножители частоты, преобразователи уровня инкрементальных сигналов, декодеры направления, Синус-Косинус интерполяторы, сплиттеры, инкрементальные преобразователи, 4-канальные делители сигналов и сплиттеры для синус-косинусных датчиков…

Делители, умножители частоты, синус-косинус интерполяторы

IT210: Преобразователь уровней сигналов, декодер направления и программируемый делитель частоты

Делитель импульсов IT210 является функционально совместимым и более эффективным наследником хорошо зарекомендовавшегося преобразователя сигналов IT251.


IT210 – это универсальное устройство для использования с инкрементальными измерительными системами и предлагает функции как: преобразование уровня (RS422, HTL-асимметричный, HTL-дифференциальный, TTL и в обратном направлении), деление двухполосного A/B импульса с настраиваемыми соотношениями от 1 : 1 до 1 : 2048, деление Z импульсов с настраиваемыми соотношениями от 1 : 1 до 1 : 256, внешние сигналы HTL для различных функций, преобразование между двумя распространенными типами представлений для направления вращения (A / B 90º, A / B в прямом и обратном направлении, возможно деление).
Все настройки могут быть произведены DIL-переключателями на корпусе. Прибор размещён в компактном корпусе с винтовыми клеммами и может монтироваться на несущую шину.

Блок-схема преобразователя уровня сигналов, декодера направления и программируемого делителя частоты IT210
  • Импульсный вход в форматах A, /A, B, /B, Z, /Z (RS422, HTL)
  • Импульсный вход в форматах A, B, Z (HTL)
  • Входная частота до 1 MHz
  • Импульсный выход в форматах A, /A, B, /B, Z, /Z (RS422, HTL)
  • Импульсный выход в форматах A, B, Z (HTL)
  • Напряжение питания 9 … 30 VDC
  • Настройки производятся DIL-переключателями
  • Преобразование уровня сигналов (RS422, HTL асимметричный, HTL дифференциальный, TTL и в обратном направлении)
  • Деление двухполосного A/B импульса с настраиваемыми соотношениями от 1 : 1 до 1 : 2048
  • Внешние  HTL-сигналы для разнообразных функциональных возможностей
  • Преобразование между двумя распространенными типами представлений для направления вращения (A / B 90º, A / B в прямом и обратном направлении, возможно деление)
  • Компактный корпус для крепления на 35 мм монтажную DIN-шину (в соответствии с EN 60715)
  • Размеры (ШхВхГ): 22,5 x 102 x 102 mm

IT251: Преобразователь уровня сигналов, декодер направления и делитель частоты

Поставки IT251 будут осуществляться до 31.07.2019.  Актуальной моделью (прибором-наследником) является преобразователь IT210.

 

Преобразователь уровней инкрементальных сигналов A/B/N из TTL / RS422 в HTL и наоборот

  • Содержит двухканальный, программируемый делитель частоты для точного деления частоты входных импульсов в соотношении от 1:1 до 1:4096, отдельно программируемый делитель импульсов нуля, а также программируемый формат для распознания направления вращения
  • Напряжение питания 18 – 30В постоянного тока
  • Граничная частота 300 кГц
  • В компактном корпусе для крепления на монтажную DIN-шину
  • Источник питания 24V для снабжения электроэнергией преобразователя уровня (Универсальный источник питания 24 VDC в исполнении для распределительных шкафов NT215)

Документация:
Инструкция по эксплуатации: английский >>     немецкий >>
Подробные технические данные: английский >>     немецкий >>


FM260: Программированный умножитель сигналов и частоты

Инновационный универсальный умножитель частоты FM260 умножает входящие сигналы от инкрементных поворотных энкодеров и измерительных систем на основании пропорционального и обратно-пропорционального фактора (устанавливаемый соответственно в диапазоне 0,0005 … 9,9999). Точное умножение сигналов, принимая во внимание направление вращения, поэтому не могут появляться никакие совокупные ошибки импульсов. Другие полезные функции, как например программированное смещение нуля доступны в меню.

  • Входы сигналов в форматах A, B, 90° (HTL) или A, /A, B, /B, Z, /Z (RS422)
  • 4 управляющих входа для PNP-сигналов (10 … 30 VDC)
  • Входная, также и выходная частота до 1 MHz
  • Выходной сигнал в форматах A, /A, B, /B, Z, /Z, Push-Pull (5 … 30 VDC)
  • Прибор мультиплицирует (умножает) входную частоту с пропорциональным фактором F1 и обратно-пропорциональным фактором F2. Оба фактора F1 и F2 могут устанавливаться в диапазоне от 0,0005 до 9,9999
  • Во всех режимах прибор работает с учетом направления вращения (положение фаз A / B) с точностью до импульса и вырабатывает частоту на выходе с учетом подсчитанных импульсов без нарастающей ошибки числа импульсов  даже при частых изменениях направления вращения (счёта) или вибраций входных сигналов
  • Генератор импульсов нуля: прибор генерирует индексный сигнал с устанавливаемой периодичностью импульсов, которая при необходимости может синхронизироваться с импульсом нуля на входе
  • Напряжение питания 11 … 30 VDC
  • Выход питания датчиков 5,2 VDC / 200 mA
  • Установки осуществляются клавишами на передней панели, последовательным портом RS232 или USB с помощью компьютера

Документация:
Инструкция по эксплуатации: английский >>     немецкий >>
Подробные технические данные: английский >>     немецкий >>


SV210: Сплиттер (делитель) и преобразователь для датчиков с синус-косинус-выходами

Делитель сигналов SV210 предназначен для того, чтобы сигналы так называемых SinCos-датчиков и измерительных систем чисто и беспроблемно разделить для множества конечных устройств. Так как устройства SV210 обладает 2 SinCos-выходами, а также 2 инкрементальными выходами (HTL или TTL / RS422), подключенные конечные устройства могут управляться на выбор синус-косинус- или инкрементными сигналами.
На двух синусных выходах делитель предоставляет снова Sin-сигналы в том же формате, что и на входе, включая и опорный импульс (если таковой присутствует со стороны датчика). Все синус-сигналы используют для датчика угла поворота общепринятый формат напряжения питания 1 Vss с с дифференциальными выходными каналами.

  • 1 вход от датчиков сигналов SIN+, SIN-, COS+, COS-, REF+, REF- (1 Vss)
  • Максимальная SinCos-входная частота 500 кГц с максимальным временем преобразования макс. 200 ns
  • 2 синус-косинус-выхода в том же формате, что и на входе
  • 2 выхода сигналов SIN+, SIN-, COS+, COS-, REF+, REF- (1 Vss)
  • 2 инкрементальных выхода в  формате A, /A, B, /B, Z, /Z, индивидуально устанавливаемых в уровень TTL/RS422 или HTL (10…30V)
  • Напряжение питания 17 – 30В постоянного тока
  • Компактный корпус для крепления на 35 мм монтажную DIN-шину

Документация:
Инструкция по эксплуатации: английский >>     немецкий >>
Подробные технические данные: английский >>     немецкий >>


SV211: делитель и преобразователь для датчиков с синус-косинус-выходами  для 4 SinCos-конечных устройств

Делитель сигналов для SinCos-энкодеров. Разделяет входные сигналы синус-косинус-датчиков или измерительных систем на 4 однородных выходных канала. В остальном исполнение как и в SV210.

Блок-схема SV211 — делителя и преобразователя для датчиков с синус-косинус-выходами для 4 SinCos-конечных устройств
  • Вход от датчиков сигналов SIN+, SIN-, COS+, COS-, REF+, REF- (1 Vss)
  • 4 синус-косинусных выхода в аналогичном формате, как и на входе
  • Синус-косинус-входная частота до 500 кГц
  • Дополнительный выход 5 V для питания датчиков
  • Напряжение питания 17 – 30 В постоянного тока (гальванически развязано)

Документация:
Инструкция по эксплуатации: английский >>     немецкий >>
Подробные технические данные: английский >>     немецкий >>


SI251: Синус-косинус интерполятор с инкрементальным выходом (HTL / RS422)

Энкодер-устройство для конвертирования, умножения и разделения выходных сигналов SinCos-датчиков и сопоставимых измерительных систем в инкрементальные импульсные сигналы. С каждого периода входного сигнала по напряжению делается интерполяция с учётом регулируемого множителя выходных импульсов. Их можно к тому же перед выдачей разделить.
Обширные функции как Регулируемый вход для устранение неполадок, Управляющий выход «Error» («Ошибка»), а также Регулируемый фактор интерполяции, Умножитель, Делитель и Фильтр импульсных помех служат для широкого спектра применения этих интеллигентных интерполяторов.

  • Преобразует синусоидальные сигналы со стандартным уровнем  1 Vss в инкрементальные прямоугольные сигналы
  • Вход датчика в форматах SIN+, SIN-, COS+, COS-, REF+, REF- (1 Vss)
  • Управляющий вход „Error Release“ («Освобождение от ошибки“) для PNP-цигналов (10 … 30 VDC)
  • Входная частота до 400 kHz
  • Выходы сигналов в форматах A, /A, B, /B, Z, /Z (RS422 / TTL)
  • Выходы сигналов в форматах A, B, Z  (18 – 30V HTL)
  • Выходная частота до 100 kHz (HTL), до 4 MHz (RS422)
  • Устанавливаемый мультипликатор интерполяции в диапазоне от 1:5 до 1:50
  • Устанавливаемый делитель 1:1 – 1:128 для понижения выходной частоты
  • Частота синусоидального сигнала на входе 0…400 КГц, частота прямоугольно сигнала на выходе до 4 МГц
  • Подключаемый Glitch-фильтр (фильтр импульсных помех)
  • Управляющий выход «Ошибка», Push-Pull (двухтактный), защита от короткого замыкания, [5 … 30 VDC]
  • Напряжение питания 18 – 30В постоянного тока
  • Установки с помощью DIL-переключатeлей на верхней части корпуса
  • Компактный корпус для крепления на 35 мм монтажную DIN-шину
Блок-схема SI251: Синус-косинус-интерполятора с инкрементальным выходом (HTL / RS422)

Документация:
Инструкция по эксплуатации: английский >>     немецкий >>
Подробные технические данные: английский >>     немецкий >>


Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Удвоители частоты — все RF

284 Удвоители частоты от 15 производителей, перечисленные везде. RF

Удвоители частоты от ведущих производителей перечислены ниже. Используйте фильтры, чтобы сузить список продуктов в соответствии с вашими требованиями. Загрузите таблицы данных, сравните продукты и запросите расценки. Ваш запрос будет направлен производителю и его дистрибьюторам, которые свяжутся с вами и сообщат ценовое предложение.

Beta

Что такое удвоители частоты?

Удвоители частоты — это устройства, удваивающие частоту входного сигнала.Это нелинейные схемы, которые искажают входной сигнал для генерации гармоник сигнала. Затем используется полосовой фильтр для выбора частоты, в два раза превышающей входной сигнал. Его можно рассматривать как умножитель частоты с коэффициентом умножения 2x. Его также можно рассматривать как смеситель с повышающим преобразованием с частотой гетеродина, которая удваивает входную частоту.

Основные характеристики удвоителей частоты

Входная частота: Это входная частота, которую необходимо удвоить.Обычно это диапазон.

Выходная частота: Это выходная частота удвоителя частоты.

Потери преобразования (дБ): Это общие потери в амплитуде выходного сигнала с удвоенной частотой.

Выходная мощность (дБм): Это мощность сигнала, частота которого вдвое больше входного сигнала. Некоторые удвоители частоты могут усиливать входной сигнал одновременно с его удвоением.

Все, что есть в РФ, удвоители частоты от ведущих производителей.Используйте фильтры, чтобы сузить список продуктов, просмотреть спецификации продуктов, загрузить таблицы данных и получить расценки. Если вы ищете устройства с другим коэффициентом умножения, например 3x, 4x. 6x и т. Д. Щелкните здесь, чтобы увидеть категорию множителя частоты.

Умножители частоты | Analog Devices

Некоторые файлы cookie необходимы для безопасного входа в систему, но другие необязательны для функциональной деятельности. Сбор наших данных используется для улучшения наших продуктов и услуг. Мы рекомендуем вам принять наши файлы cookie, чтобы обеспечить максимальную производительность и функциональность нашего сайта.Для получения дополнительной информации вы можете просмотреть сведения о файлах cookie. Узнайте больше о нашей политике конфиденциальности.

Принять и продолжить Принять и продолжить

Файлы cookie, которые мы используем, можно разделить на следующие категории:

Строго необходимые файлы cookie:
Это файлы cookie, которые необходимы для работы analog.com или определенных предлагаемых функций. Они либо служат единственной цели передачи данных по сети, либо строго необходимы для предоставления онлайн-услуг, явно запрошенных вами.
Аналитические / рабочие файлы cookie:
Эти файлы cookie позволяют нам выполнять веб-аналитику или другие формы измерения аудитории, такие как распознавание и подсчет количества посетителей и наблюдение за тем, как посетители перемещаются по нашему веб-сайту. Это помогает нам улучшить работу веб-сайта, например, за счет того, что пользователи легко находят то, что ищут.
Функциональные файлы cookie:
Эти файлы cookie используются для распознавания вас, когда вы возвращаетесь на наш веб-сайт.Это позволяет нам персонализировать наш контент для вас, приветствовать вас по имени и запоминать ваши предпочтения (например, ваш выбор языка или региона). Потеря информации в этих файлах cookie может сделать наши службы менее функциональными, но не помешает работе веб-сайта.
Целевые / профилирующие файлы cookie:
Эти файлы cookie записывают ваше посещение нашего веб-сайта и / или использование вами услуг, страницы, которые вы посетили, и ссылки, по которым вы переходили. Мы будем использовать эту информацию, чтобы сделать веб-сайт и отображаемую на нем рекламу более соответствующими вашим интересам.Мы также можем передавать эту информацию третьим лицам с этой целью.
Отклонить файлы cookie

Множители частоты

ОБЗОР

Описание
VDI предлагает широкий диапазон варисторных режимов миллиметрового диапазона, пассивные умножители частоты на основе планарных диодов Шоттки на основе GaAs. Удвоители и утроители частоты используются для расширения частотного диапазона источников микроволнового и миллиметрового диапазонов.

Широкополосные умножители
Широкополосные удвоители и тройники VDI обладают высокой эффективностью (до ~ 4%) во всех диапазонах волновода.VDI предлагает широкополосные удвоители частоты от WR-15 (50-75 ГГц) до WR-1.9 (400-600 ГГц). VDI предлагает широкополосные утроители частоты от WR-15 (50–75 ГГц) до WR-0,34 (2200–3300 ГГц).

Множители высокой мощности

Удвоители высокой мощности VDI обеспечивают высокий КПД (до ~ 40%) в узкой полосе (~ 5-10% относительной ширины полосы 3 дБ). VDI предлагает удвоители мощности от ~ 50 ГГц до ~ 500 ГГц. Удвоители высокой мощности могут быть оптимизированы для конкретных приложений.

Другие умножители частоты

Альтернативные умножители частоты, оптимизированные для конкретных приложений, могут быть доступны по запросу. Свяжитесь с VDI для получения дополнительной информации.

ШИРОКОПОЛОСНАЯ / НИЗКАЯ МОЩНОСТЬ


Дополнительные сведения об обозначениях полос волновода см. В WR.

Свяжитесь с VDI сегодня для получения дополнительной информации.

УЗКАЯ ПОЛОСА / ВЫСОКАЯ МОЩНОСТЬ

Умножители серии D — это линейка мощных / узкополосных варакторных удвоителей VDI. Мы предлагаем умножители серии D от ~ 50 ГГц до 500 ГГц с различной полосой пропускания 3 дБ, пиковым КПД и номинальной входной мощностью РЧ. VDI продолжает совершенствовать свои продукты серии D.

Пожалуйста, свяжитесь с VDI для получения рекомендаций по множителю в зависимости от ваших требований к частоте и мощности.

Свяжитесь с VDI сегодня для получения дополнительной информации.

РЕСУРСЫ


Руководства и спецификации продукта

Удвоитель частоты 0.Вход 01–1,0 ГГц, FDR-1-2, новый, SMA: Amazon.com: Industrial & Scientific


В настоящее время недоступен.
Мы не знаем, когда и появится ли этот товар в наличии.
  • Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
  • Удвоитель частоты 0,01-1,0 ГГц, вход, FDR-1-2, новый, SMA
]]>
Характеристики данного продукта
Фирменное наименование РФ залив
Количество позиций 1
Номер детали FDR-1-2
Код UNSPSC 41000000

Удвоение частоты, объяснено энциклопедией RP Photonics; лазер с удвоением частоты, генерация второй гармоники, ГВГ, конструкция, физический механизм, импульсы

Энциклопедия> буква F> удвоение частоты

можно найти в Руководстве покупателя RP Photonics.Среди них:

Найдите более подробную информацию о поставщиках в конце этой статьи энциклопедии или посетите наш

Вас еще нет в списке? Получите свою запись!

Используя наш рекламный пакет, вы можете разместить свой логотип и далее под описанием продукта.

Спросите RP Photonics об оптимизированной конструкции удвоителя частоты, заботясь обо всех деталях. Доктор Пашотта имеет большой опыт работы с нелинейным преобразованием частоты и имеет широкий спектр программного обеспечения, например для расчета деталей конструкции.

Акроним: SHG = генерация второй гармоники

Определение: явление, при котором входная волна в нелинейном материале может генерировать волну с удвоенной оптической частотой

Альтернативный термин: генерация второй гармоники

Более общие термины: нелинейное преобразование частоты

Более конкретные термины: удвоение резонансной частоты, удвоение внутрирезонаторной частоты

Немецкий язык: Frequenzverdopplung

Категория: нелинейная оптика

Как цитировать статью; предложить дополнительную литературу

Автор: Dr.Rüdiger Paschotta

URL: https://www.rp-photonics.com/frequency_doubling.html

Кристаллические материалы без инверсионной симметрии могут проявлять так называемую нелинейность χ (2) (→ нелинейные кристаллические материалы ). Это может вызвать явление удвоения частоты [1], когда входная волна (накачка) генерирует другую волну с удвоенной оптической частотой (т. Е. Половиной длины волны вакуума) в среде. Этот процесс также называется генерацией второй гармоники .В большинстве случаев волна накачки доставляется в виде лазерного луча, а волна с удвоенной частотой (вторая гармоника) генерируется в виде луча, распространяющегося в том же или подобном направлении.

Фигура 1: Типичная конфигурация для удвоения частоты: входящий инфракрасный луч с длиной волны 1064 нм генерирует зеленую волну с длиной волны 532 нм во время прохождения через нелинейный кристалл.

В статье о нелинейных кристаллических материалах перечислен ряд кристаллических материалов, многие из которых популярны для удвоения частоты.Примерами являются ниобат лития (LiNbO 3 ), титанилфосфат калия (KTP = KTiOPO 4 ) и триборат лития (LBO = LiB 3 O 5 ).

Физический механизм

Физический механизм удвоения частоты можно понять следующим образом. Из-за нелинейности χ (2) основная волна (накачка) генерирует волну нелинейной поляризации, которая колеблется с удвоенной основной частотой. Согласно уравнениям Максвелла, эта нелинейная поляризационная волна излучает электромагнитное поле с удвоенной частотой.Из-за требования фазового синхронизма (см. Ниже) генерируемое поле второй гармоники распространяется преимущественно в направлении волны нелинейной поляризации. Последняя также взаимодействует с основной волной, так что волна накачки может быть ослаблена ( истощение накачки ), когда интенсивность второй гармоники становится значительной: энергия передается от волны накачки к волне второй гармоники.

Для малых интенсивностей накачки эффективность преобразования второй гармоники мала и линейно растет с увеличением интенсивности накачки, так что интенсивность волны второй гармоники (удвоенной частоты) растет пропорционально квадрату (не истощенной) интенсивности накачки:

, где коэффициент γ зависит от таких деталей, как эффективная площадь моды, длина кристалла и многие свойства кристалла, включая его эффективную нелинейность.

Когда эффективность преобразования и, следовательно, истощение накачки становится значительным, дальнейший рост мощности второй гармоники замедляется. Конечно, преобразованная мощность P 2 не может стать больше, чем входная мощность P 1 .

Согласование фаз

Удвоение частоты — это фазочувствительный процесс, для эффективного выполнения которого обычно требуется согласование фаз. Это означает, что полевые вклады второй гармоники, генерируемые в разных местах нелинейного кристалла, когерентно складываются на выходной поверхности кристалла.При правильном фазовом согласовании и пучке накачки с высокой интенсивностью, высоким качеством пучка и умеренной оптической полосой достижимая эффективность преобразования мощности часто превышает 50%, в крайних случаях даже 80% [9, 11, 19]. Даже значения порядка 90% возможны с плоскими пространственными и временными профилями.

С другой стороны, эффективность преобразования обычно чрезвычайно мала, когда происходит согласование фазы , а не . В таких случаях энергия, передаваемая нелинейностью χ (2) , быстро колеблется между накачкой и волной второй гармоники, а не постоянно в определенном направлении.

Почему обычно не наблюдаются дополнительные процессы, такие как удвоение частоты гармонической волны?

Отсутствие синхронизма также является причиной того, что генерация второй гармоники обычно не сопровождается другими процессами, такими как генерация суммарной частоты волны накачки и второй гармоники или генерация второй гармоники самой волны второй гармоники: фаза согласование для генерации второй гармоники обычно не подразумевает согласование фаз для других упомянутых процессов.

Нелинейное преобразование частоты лазерных импульсов

Высокая эффективность преобразования может быть достигнута даже при умеренной или низкой средней мощности накачки, когда свет накачки доставляется в виде импульсов, например, e.г. генерируется лазером с синхронизацией мод или модуляцией добротности. Это просто потому, что для данной средней мощности импульсный лазер показывает более высокие пиковые мощности, что приводит к более сильному нелинейному взаимодействию.

Однако обратите внимание, что для преобразования частоты ультракоротких импульсов эффективная длина взаимодействия и, следовательно, эффективность преобразования могут быть ограничены рассогласованием групповой скорости, что вызывает временное отклонение. Этот эффект не имеет отношения к наносекундным импульсам лазеров с модуляцией добротности, но в этом случае все же может происходить некоторое изменение длительности импульса; Часто импульсы с удвоением частоты несколько короче импульсов накачки.

Внутрирезонансное и резонансное преобразование частоты

Генерация второй гармоники в волноводах

Нелинейные волноводы представляют собой способ достижения удвоения частоты КПД при довольно низких уровнях мощности, то есть без использования коротких импульсов или резонансного усиления. Ключевым моментом является то, что волновод позволяет поддерживать небольшую площадь моды (и, следовательно, высокую интенсивность для данного уровня мощности) на большей длине распространения, чем это было бы возможно в объемной среде, где дифракция ограничивает длину взаимодействия примерно до порядок длины Рэлея.

Например, высококачественные канальные волноводы могут быть изготовлены различными методами из ниобата лития (LiNbO 3 ) и танталата лития (LiTaO 3 ), которые представляют собой нелинейные кристаллические материалы с особенно высокой нелинейностью. Наиболее важными методами являются ионный или протонный обмен (воздействие жидкости на небольшую полоску на поверхности кристалла, например, бензойной кислоты) и диффузия титана или цинка (путем сильного нагрева кристалла с узкой полосой металлического титана или цинка, нанесенной на поверхность кристалла). поверхность литографическими методами).(Вариант — индиффузия паровой фазы.) Такие волноводы могут иметь длину несколько сантиметров и могут иметь потери на распространение значительно ниже 1 дБ / см и эффективность преобразования второй гармоники более 100% / Вт в устройстве длиной 1 см.

К сожалению, удвоение частоты в волноводах имеет ряд недостатков, которые во многих случаях ограничивают его полезность:

  • Волноводы требуют специальных методов изготовления, которые не применяются для всех материалов. (Особенно хорошо разработаны волноводы из LiNbO 3 и LiTaO 3 .)
  • Необходимо эффективно направить свет накачки в волновод. Это приводит к потерям в муфте и жестким допускам соосности.
  • Настройка угла с волноводом невозможна.
  • Волноводы обычно имеют более высокие потери на распространение.

По этим причинам использование волноводов для удвоения частоты не очень распространено.

Генерация коротких волн

Удвоение частоты — часто используемый метод для генерации света с короткими длинами волн:

Лазеры на основе неодима с удвоенной частотой в значительной степени заменили большие лазеры на ионах аргона, поскольку они достигают аналогичных или лучших характеристик с точки зрения выходной мощности и качества луча, в то же время имея гораздо более высокий КПД по мощности и более длительный срок службы.

Для удвоения частоты ультракоротких импульсов трудно получить высокую эффективность однопроходного преобразования на коротких длинах волн, поскольку сильное рассогласование групповых скоростей ограничивает длину взаимодействия, в то время как оптическое повреждение ограничивает применимые оптические интенсивности. Однако в особых случаях можно достичь КПД около 80% [25].

Конструкция удвоителя частоты

При разработке удвоителя частоты необходимо учитывать ряд нетривиальных аспектов:

Чтобы найти лучшую конфигурацию без дорогостоящих и трудоемких итераций в лаборатории, рекомендуется в качестве первого шага провести тщательное исследование конструкции.

Поставщики

Справочник покупателя RP Photonics содержит информацию о 38 поставщиках устройств удвоения частоты. Среди них:

NKT Photonics

Вам нужно удвоение частоты? Мы предлагаем модули второй гармоники для некоторых из наших наиболее популярных лазеров. Для нашего лазера с узкой шириной линии Koheras BOOSTIK мы предлагаем модуль Koheras HARMONIK, который преобразует 1550 нм в 780 нм или 1050 нм в 525 нм. Для нашего мощного сверхбыстрого лазера Origami XP мы предлагаем модуль второй гармоники, который преобразует 1030 нм в 515 нм.

TOPTICA Photonics

TOPTICA производит непрерывные диодные и волоконные лазеры с удвоенной частотой. Диапазон длин волн составляет 330–780 нм с настройкой до 20 нм. Кроме того, доступны автономные резонансные блоки удвоения частоты.

Covesion

Кристаллы удвоения частоты / ГВГ: Covesion имеет на складе кристаллы ГВГ и волноводы, которые могут быть отправлены в кратчайшие сроки в соответствии с требованиями вашего приложения. Наша команда ведущих экспертов всегда готова помочь в выполнении более конкретных требований пользователей, используя наши производственные мощности по индивидуальному заказу.

Стандартные кристаллы и волноводы MgO: PPLN SHG доступны для широкого диапазона длин волн распространенного лазера накачки от 976 до 3300 нм, что позволяет генерировать свет от 488 до 1650 нм.

Все стандартные кристаллы поставляются готовыми к установке на клипсах для бесшовной и простой интеграции в наши хрустальные печи.

Добавление волноводов MgO: PPLN к ассортименту продукции Covesion позволяет конечным пользователям повысить эффективность преобразования и сэкономить на ненужных источниках накачки в своих приложениях.Волноводы доступны в виде отдельных микросхем или в прочных корпусах с оптоволоконными разъемами APC.

APE

Нелинейное преобразование частоты в кристаллах ГВГ позволяет генерировать новые более короткие длины волн из существующих длин волн лазера. HarmoniXX SHG, входящий в нашу линейку продуктов HarmoniXX, представляет собой преобразователь частоты для удвоения частоты лазеров ультракоротких импульсов.

Основное внимание уделяется удобству использования и компактному дизайну. Благодаря быстрой замене оптики устройство HarmoniXX Second Harmonic Generation может использоваться в широком диапазоне длительности импульсов, от фемтосекунд (фс) до нескольких пикосекунд (пс).

Подробнее см. В наших спецификациях.

Shalom EO

Shalom EO предлагает широкий спектр нелинейных кристаллов для удвоения частоты, включая BBO, KDP и KD * P, волноводы PPLN, LBO, KTP, HGTR KTP, BIBO, LiNbO 3 и MgO LiNbO: 3 кристаллов, помимо инфракрасных нелинейных кристаллов ZnGeP 2 (ZGP), LiIO 3 и КТА.

Доступны как стандартные, так и индивидуальные продукты.

EKSMA OPTICS

Наши нелинейные кристаллы для генерации второй гармоники включают широкий выбор кристаллов BBO, LBO, DKDP, KDP и KTP для быстрой доставки.Мы также предлагаем кристаллы AgGaS 2 , AgGaSe 2 , GaSe, ZnGeP 2 , LiIO 3 и KTA для ГВГ в инфракрасном и среднем ИК диапазонах. Мы также предлагаем технические консультационные услуги, помогающие выбрать и определить оптимальный кристаллический материал, ориентацию и дизайн покрытия для вашего конкретного применения.

HC Photonics

HC Photonics (HCP) предлагает как коммерческие готовые (COTS), так и специальные устройства удвоения частоты на основе PPMgO: LN или PPMgO: LT для длин волн от 710 до 5000 нм.

Ассортимент продукции включает необработанные кристаллы (объемные и волноводные) и смесители с волокнами, работающие по принципу «plug-and-play». Основные характеристики:

  • > 200 видов готовых коммерческих кристаллов (COTS) с печью / держателем для отгрузки сегодня
  • Диапазон длин волн: 710–5000 нм (выход 355–2500 нм после удвоения)
  • волокнистый смеситель однопроходный, высокоэффективный и оптимизированный для указанных входных насосов
  • доступен для оптоволокна или свободного пространства в качестве интерфейсов связи входа / выхода (например, 1 × 0, 1 × 1 или 0 × 0; 0 = свободное пространство, 1 = один волокно)
  • > 2W CW 780 нм 1 × 1 волокнистый волноводный смеситель — отличное устройство для квантовых приложений
  • > 4 W видимый 1×0 волокнистый смеситель для сыпучих материалов — надежное, компактное и простое в использовании устройство для биофотоники, метрологии и квантовой физики. заявки

Вопросы и комментарии пользователей

Здесь вы можете оставлять вопросы и комментарии.Если они будут приняты автором, они появятся над этим абзацем вместе с ответом автора. Автор принимает решение о приеме на основании определенных критериев. По сути, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес.

Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы скоро удалили его. (См. Также нашу декларацию о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личный отзыв или консультацию от автора, пожалуйста, свяжитесь с ним, например по электронной почте.

Отправляя информацию, вы даете свое согласие на возможную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами.(Если вы позже откажетесь от своего согласия, мы удалим эти данные.) Поскольку ваши материалы сначала проверяются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой.

Библиография

[1] P. A. Franken et al. , «Генерация оптических гармоник», Phys. Rev. Lett. 7 (4), 118 (1961), DOI: 10.1103 / PhysRevLett.7.118 (первый отчет о генерации второй гармоники, еще не согласован по фазе)
[2] A. Savage и RC Miller, «Измерения. генерации второй гармоники линии рубинового лазера в пьезоэлектрических кристаллах ”, Прикл.Опт. 1 (5), 661 (1962), DOI: 10.1364 / AO.1.000661
[3] А. Ашкин, Г. Д. Бойд и Дж. М. Дзедзич, «Генерация и смешение резонансной оптической второй гармоники», IEEE J. Квантовая электроника. 2 (6), 109 (1966), DOI: 10.1109 / JQE.1966.1074007
[4] W. J. Kozlovsky et al. , «Эффективная генерация второй гармоники непрерывного Nd: YAG-лазера с диодной лазерной накачкой с использованием монолитных внешних резонансных резонаторов MgO: LiNbO 3 », IEEE J.Квантовая электроника. 24, 913 (1988), DOI: 10.1109 / 3.211
[5] Г. Д. Бойд и Д. А. Клейнман, «Параметрическое взаимодействие сфокусированных гауссовых световых пучков», J. Appl. Phys. 39 (8), 3597 (1968) (плодотворная работа с всесторонним количественным обсуждением)
[6] Дж. Рейнтьес, «Ограничения фазового согласования для высокоэффективной генерации второй гармоники», IEEE J. Quantum Electron. 20 (10), 1178 (1984), DOI: 10.1109 / JQE.1984.1072294
[7] K.Като, «Генерация второй гармоники до 2048 Å в β-BaB 2 O 4 », IEEE J. Quantum Electron. 22 (7), 1013 (1986), DOI: 10.1109 / JQE.1986.1073097
[8] Y. B. Band et al. , “Спектр генерации второй гармоники для многомодовых полей”, Phys. Rev. A 42 (3), 1515 (1990), DOI: 10.1103 / PhysRevA.42.1515
[9] Z. Y. Ou et al. , «Эффективность 85% при удвоении частоты непрерывного излучения с 1,08 до 0,54 мкм», Опт.Lett. 17 (9), 640 (1992), DOI: 10.1364 / OL.17.000640
[10] R. Paschotta et al. , “Нелинейная связь мод в двухрезонансных удвоителях частоты”, Прил. Phys. B 58, 117 (1994), DOI: 10.1007 / BF01082345
[11] R. Paschotta et al. , «Непрерывное удвоение частоты 1,06 мкм с эффективностью 82% с монолитным резонатором MgO: LiNbO 3 », Опт. Lett. 19 (17), 1325 (1994), DOI: 10.1364 / OL.19.001325
[12] V.Pruneri et al. , «49 мВт непрерывного синего света, генерируемого квазисинхронизированным удвоением частоты первого порядка Nd: YAG-лазера 946 нм с диодной накачкой», Опт. Lett. 20 (23), 2375 (1995), DOI: 10.1364 / OL.20.002375
[13] R. Wynands et al. , «Насколько точна генерация второй оптической гармоники?», Опт. Lett. 20 (10), 1095 (1995), DOI: 10.1364 / OL.20.001095
[14] J.-P. Meyn et al. , “Перестраиваемое ультрафиолетовое излучение путем генерации второй гармоники в танталате лития с периодической поляризацией”, Опт.Lett. 22 (16), 1214 (1997), DOI: 10.1364 / OL.22.001214
[15] J. Webjorn et al. , «Лазерные источники видимого диапазона на основе удвоения частоты в нелинейных волноводах», IEEE J. Quantum Electron. 33 (10), 1673 (1997), DOI: 10.1109 / 3.631263
[16] W. J. Alford и A. V. Smith, «Широкополосный свет с удвоением частоты в множественных кристаллах», J. Opt. Soc. Являюсь. B 18 (4), 515 (2001), DOI: 10.1364 / JOSAB.18.000515
[17] Q.H. Xue et al. , «Мощный эффективный Nd с диодной накачкой: YVO 4 / LiB 3 O 5 Синий лазер 457 нм с выходной мощностью 4,6 Вт», Опт. Lett. 31 (8), 1070 (2006), DOI: 10.1364 / OL.31.001070
[18] J. Burghoff et al. , «Эффективное удвоение частоты в волноводах с фемтосекундной лазерной записью в ниобате лития», Прикл. Phys. Lett. 89, 081108 (2006), DOI: 10.1063 / 1.2338532
[19] T.Südmeyer et al. , «Эффективная генерация 2 nd и 4 гармоник одночастотного волоконно-оптического усилителя непрерывного действия», Опт. Express 16 (3), 1546 (2008), DOI: 10.1364 / OE.16.001546
[20] A. Canagasabey et al. , «Генерация второй гармоники высокой средней мощности из кварцевых волокон с периодической полярностью», Опт. Lett. 34 (16), 2483 (2009), DOI: 10.1364 / OL.34.002483
[21] C. Stolzenburg et al., «Лазер на тонких дисках Yb: YAG с удвоенной внутрирезонаторной частотой 700 Вт при частоте следования 100 кГц», Proc. SPIE 7578, 75780A (2010), DOI: 10,1117 / 12,840875
[22] M. Galli et al. , «Генерация импульсов глубокого ультрафиолета длительностью менее 2 фс», Опт. Lett. 44 (6), 1308 (2019), DOI: 10.1364 / OL.44.001308
[23] H. Chi et al. , «Демонстрация средней мощности в киловатт, 1 Дж, зеленого лазера», Опт. Lett. 45 (24), 6803 (2020), DOI: 10.1364 / OL.412975
[24] J. P. Phillips et al. , «Преобразование второй и третьей гармоник средней мощности в киловатт, Yb: YAG-лазер с диодной накачкой 100 Дж и большой апертурой LBO», Опт. Lett. 46 (8), 1808 (2021), DOI: 10.1364 / OL.419861
[25] C. Aparajit et al. , “Эффективная генерация второй гармоники высокоэнергетического фемтосекундного лазерного импульса в кристалле трибората лития”, Опт. Lett. 46 (15), 3540 (2021), DOI: 10.1364 / OL.423725

(Предлагайте дополнительную литературу!)

См. Также: удвоение резонансной частоты, удвоение частоты внутри резонатора, согласование по фазе, параметрические нелинейности, нелинейные кристаллические материалы, утроение частоты, учетверение частоты, зеленые лазеры, синие лазеры, ультрафиолетовые лазеры, The Photonics Spotlight 2006-08-15, The Photonics Spotlight 2006 -09-29, Обзор фотоники 2007-03-05, Обзор фотоники 2007-09-21, Обзор фотоники 2007-10-17, Обзор фотоники 14 января 2008, Обзор фотоники 27 января 2008
и другие статьи категории нелинейная оптика


Если вам понравилась эта страница, поделитесь ссылкой со своими друзьями и коллегами, e.г. через соцсети:

Эти кнопки обмена реализованы с учетом конфиденциальности!

Код для ссылок на других сайтах

Если вы хотите разместить ссылку на эту статью на каком-либо другом ресурсе (например, на своем веб-сайте, в социальных сетях, дискуссионном форуме, Википедии), вы можете получить здесь требуемый код.

HTML-ссылка на эту статью:

   
Статья об удвоении частоты

в
Энциклопедия фотоники RP

С изображением для предварительного просмотра (см. Рамку чуть выше):

   
alt = "article">

Для Википедии, например в разделе «== Внешние ссылки ==»:

  * [https://www.rp-photonics.com/frequency_doubling.html 
статья «Удвоение частоты» в энциклопедии RP Photonics]

Удвоитель частоты HEMT с выходом на 300 ГГц

Активный удвоитель частоты в виде монолитной СВЧ интегральной схемы (MMIC) на основе InP, содержащей транзистор с высокой подвижностью электронов (HEMT), был продемонстрирован в работе на выходных частотах около 300 ГГц. Это самый высокочастотный удвоитель HEMT, о котором сообщалось на сегодняшний день, а следующий активный удвоитель HEMT с самой высокой частотой, о котором ранее сообщалось, работает на частоте 180 ГГц.Хотя выходная мощность этого удвоителя частоты меньше, чем у типичного диода Шоттки, этот удвоитель частоты считается промежуточным продуктом постоянных усилий по реализации потенциала активных удвоителей частоты HEMT для работы с более высокой эффективностью преобразования, чем у пассивных диодов. удвоители частоты. Дополнительный стимул для разработки активных удвоителей частоты HEMT заключается в том, что они могут быть интегрированы с усилителями, генераторами и другими схемами на микросхемах MMIC.

Рисунок 1. Этот MMIC представляет собой активный удвоитель частоты, рассчитанный на номинальную выходную частоту около 300 ГГц.

Схема удвоителя MMIC (см. Рисунок 1) включает заземленные копланарные волноводы. Воздушные мосты и переходные отверстия используются для контакта с землей. HEMT смещен для работы класса A (при котором ток проходит в течение каждого цикла колебаний), что обычно лучше подходит для линейного усиления, чем для удвоения частоты. Обычно работа класса B (при которой ток проходит примерно в течение половины каждого цикла колебаний) больше подходит для удвоения частоты из-за существенной нелинейности проводимости в частичном цикле.Причина необычного выбора класса A заключалась в том, что компьютерное моделирование показало, что в этом случае эффективность в классе B будет ниже, чем в классе A.

Входная согласующая схема этого удвоителя включает линии передачи, обеспечивающие хороший импеданс. согласование на основной частоте плюс открытый шлейф для предотвращения утечки второй гармоники через входные клеммы. Выходная цепь была спроектирована так, чтобы подавлять основную гармонику, обеспечивая хорошее согласование для второй гармоники.

Рисунок 2. Выходная мощность MMIC на Рисунке 1 была измерена на нескольких выходных частотах от 280 до 316 ГГц.

В ходе испытаний этот удвоитель управлялся входным сигналом на частотах от 140 до 158 ГГц, а его выходной сигнал на соответствующих частотах второй гармоники от 280 до 316 ГГц был измерен с помощью измерителя мощности, подключенного к MMIC через волноводную пластину. зонды и высокочастотный волновод (подавляющий основную частоту). Результаты этого теста представлены на Рисунке 2.

Эта работа была выполнена Лорен Самоска и Джин Брустон из Калифорнийского технологического института для Лаборатории реактивного движения НАСА. Для получения дополнительной информации воспользуйтесь бесплатным он-лайн пакетом технической поддержки (TSP) на сайте www.techbriefs.com/tsp в категории «Полупроводники и ИС».

NPO-30581


Данный информационный бюллетень включает Пакет технической поддержки (TSP).
Удвоитель частоты HEMT с выходом на частоте 300 ГГц

(ссылка NPO-30581) в настоящее время доступен для загрузки из библиотеки TSP.

ВОЙТИ ДЛЯ ЗАГРУЗКИ

Нет учетной записи? Подпишите здесь.



NASA Tech Briefs Magazine

Эта статья впервые появилась в майском выпуске журнала NASA Tech Briefs за май 2005 года.

Другие статьи из архивов читайте здесь.

ПОДПИСАТЬСЯ

.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *