Фазовый детектор

 

1.ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТОР, содержащий полевой транзистор, первый затвор которого является входом опорного сигнала, последовательно соединенные усилитель-ограничитель входного сигнала и первый фильтр нижних частот, выход которого подключен ко второму затвору полевого транзистора , а также второй фильтр нижних частот, вход которого соединен со стоком полевого транзистора и через нагрузочный резистор с источником питания, а выход является выходом фазового детектора, причем исток полевого транзистора соединен с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения точности детектирования , введены два амплитудных детектора и корректирующий блок, первый и второй входы которого подсоединены соответственно к выходам первого и второго еаотлитудных детекторов , а выход соединен по постоянному току с одним из затворов поле-г вого транзистора, входы первого и второго амплитудных детекторов подключены соответственно к первому затвору полевого-транзистора и к выходу усилителя-ограничителя входного сигнала.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(5)) Н 03 D 3/02,)1 а

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф%

° а

° в с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3511041/18-09 (22) 12.11.82 (46) 07.08.84. Бюл, Р 29 (72) A.Н.Хвалов и Л.Ю.Вородинов (53) 621 ° 376.4 (088.8) (56) 1.Патент С2)А 9 3743952, кл. 329-110. 03.07.73, 2. Кобболд Р. Теория и применение полевых транзисторов. М.-Л., Энергия, Ленинградское отделение, 1975, с. 230, рис. 127 (прототип) . (54) (57) 1, ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТОР, содержащий полевой транзистор, первый затвор которого является входом опорного сигнала, последовательно соединенные усилитель-ограничитель входного сигнала и первый фильтр нижних частот, выход которого подключен ко второму затвору полевого транзистора, а также второй фильтр нижних частот, вход которого соединен со стоком полевого транзистора и через нагрузочный резистор с источником питания, а выход является выходом фазового детектора, причем исток полевого транзистора соединен с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения точности детектирования, введены два амплитудных детектора и корректирующий блок, первый и второй входы которого подсоединены соответственно к выходам первого и второго амплитудных детекторов, а выход соединен по постоянному току с одним из затворов поле-. вого транзистора, входы первого и второго амплитудных детекторов подключены соответственно к первому затвору полевого- транзистора и к выходу усилителя-ограничителя входного сигнала.

11072б8

2. Детектор по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что корректирующий блок выполнен на аналогичном фазовому детектору полевом транзисторе и резистивном делителе напряжения, при этом первый и второй затворы полевого транзистора являются соответственно первым и вторым вхоИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах фазовой синхронизации гетеродинов, передатчиков, синтезаторов частот, работающих при часто- 5 тах сравнения, находящихся в дециметровом диапазоне плин волн.

Фазовые детекторы, .выполненные на полупроводниковых диодах, имеют невысокие значения крутизны характе ристики и коэффициента передачи,что приводит к необходимости использования больших уровней выходных сигналов. Ламповые схемы требуют высокого анодного питания и больших токов по накальной цепи, что усложняет источник питания.

Фазовые детекторы на цифровых интегральных микросхемах работают на частотах вплоть до 10-20 МГц. Дальнейшее увеличение значений частот сравнения сдерживается ограниченностью частотного диапазона цифровых интегральных микросхем. Кроме того, с ростом частоты у них резко увеличивается токопотребление.

Известен фазовый детектор, содержащий последовательно соединенные ключ, элемент памяти и фильтр нижних частот, а также канал формирования опорного сигнала, причем выход этого канала соединен с управляющим входом ключа (13.

Данный фазовый детектор относится к детекторам типа выборка — запо. минание и отличается недостаточно 35 большим диапазоном рабочих частот.

Частоты сравнения данного фазового детектора в зависимости от выбранной элементной базы колеблются от

20 до 30 МГц и не более. 40

Наиболее близким по технической. сущности к изобретению является фазовый детектор, содержащий полевой транзистор, первый затвор которого является входом опорного сигнала, 4> последовательно соединенные усилитель-ограничитель входного сигнала и первый фильтр нижних частот, выход которого подключен к второму затвору полевого транзистора, а дами корректирующего блока, вход резистивного делителя напряжения соединен со стоком полевого транзистора и через резистор с источником питания, исток полевого транзистора подключен к общей шине,а выход резистивного делителя напряжения является выходом корректирующего блока. также второй фильтр нижних частот, вход которого соединен со стоком полевого транзистора и через нагрузочный регистр — с источником питания, а выход является выходом фазового детектора, при этом истфак полевого транзистора соединен с общей шиной ? 1

Известный фазовый детектор отличается нестабильностью постоянной составляющей на стоке транзистора в диапазоне температур и в зависимости от уровня высокочастотных сигналов на затворах °

Цель изобретения — повышение точности детектирования.

Поставленная цель достигается тем, что в фазовый детектор, содержащий полевой транзистор, первый затвор которого является входом опорного сигнала, последовательно соединенные усилитель-ограничитель входного сигнала и первый фильтр нижних частот, выход которого подключен ко второму затвору полевого транзистора, а также второй фильтр нижних частот, вход которого соединен со стоком полевого транзистора и через нагрузочный резистор с источником питания, а выход является выходом фазового детектора, причем исток полевого транзистора соединен с общей шиной, введены два амплитудных детектора, и корректирующий блок, первый и второй входы которого подсоединены соответственно к выходам первого и второго амплитудных детекторов, а выход соединен по постоянному току с одним из затво ров полевого транзистора, входы первого и второго амплитудных детекторов подключены соответственно к первому затвору полевого транзистора и к выходу усилителя-ограничителя входного сигнала.

Кроме того, корректирующий блок выполнен на аналогичном фазовому детектору полевом транзисторе и резистивном делителе напряжения, при этом первый и второй затворы полевого транзистора являются соответствен:

1107268 но первым и вторым входами корректирующего блока, вход резистивного делителя напряжения соединен со стоком полевого транзистора и через резистор с источником питания, исток полево, транзистора подключен 5 к общей шине, а выход реэистивного делителя напряжения является выходом корректирующего блока.

На фиг. 1 представлена функциональная электрическая схема предлагаемого фазового детектора; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема корректирующего блока.

Фазовый детектор содержит полевой транзистор 1, первый затвор 15 которого является входом 2 опорнбго сигнала, последовательно соединенные усилитель-ограничитель 3 входного сигнала 4 и первый фильтр 5 нижних частот, выход которого подключен к Второму затвору полевого транзистора 1, второй фильтр 6 нижних частот, вход которого соединен со стоком полевого транзистора 1 и через нагрузочный резистор 7 с источником 8 питания, первый и второй амплитудные детекторы 9 и 10, входы которых подключены соответственно к первому затвору полевого транзистора 1 и к выходу усилителя-ограничителя 3 входного сигнала

4, корректирующий блок 11, выход которого соединен по постоянному току с одним иэ затворов полевого транзистора 1, при этом корректирующий блок 11 содержит аналогичный 35 полевой транзистор 12 и резистивный делитель 13 напряжения, первый и второй затворы полевого транзистора

12 являютсй соответственно первым и вторым входами 14 и 15 корректирую- 4р щего блока 11, резистивный делитель

13 напряжения соединен со стоком полевого транзистора 12 и через резистор 16 — с источником 8 питания, выход резистивного делителя 13 напряжения является выходом 17 корректирующего блока.

Фазовый детектор работает следующим образом.

Опорный и,входной сигналы поступают на первый и второй входы 2 и 4 фазового детектора, при этом входной сигнал получает дополнительное усиление и ограничение на определенном уровне в пределах изменения мощности входного сигнала. Высшие гармоники отфильтровываются фильтром 5 нижних частот. При совпадении частот опорного гетеродина и входного сигнала на стоке полевого транзистора 1 (на нагруэочном резисторе 7) выделяется 60 напряжение, величина и полярность которого зависит от соотношения фаэ указанных сигналов. Высокочастотные составляющие с частотами, и f » и кратные им отфильтровываются фильтром 6 нижних частот. Часть мощности сигналов, и „ответвляется на амплитудные детекторы 9 и 10. Полученное в результате детектирования постоянное напряжение поступает на корректирующий блок 11. Изменение уровня постоянной составляющей напряжения на стоке полевого транзистора 1, возникающее при воздействии на затворы полевого транзистора 1 мощности сигналов 1, и Х,»., компенсируется изменением рабочей точки полевого транзистора 1. Изменение положения рабочей точки указанного транзистора дос. тигается подачей управляющего напряжения на один .из его затворов, причем управляющее напряжение формируется в корректирующем блоке 11 из постоянных напряжений, полученных в результате детектирования.

Таким образом, увеличение уровня мощности сигнала на каком-либо входе фазового детектора приводит к уменьшению уровня постоянной составляющей напряжения на стоке полевого транзистора 1, за счет напряжения управления, поступающего с корректирующего блока 11, он возвращается в исходное состояние, равное первоначально выбранному значению уровня

-постоянной составляющей напряжения.

Температурная нестабильность уровня постоянной составляющей напряжения компенсируется выбором соответствующего режима работы полевого транзистора 12 корректирующего блока 11, поскольку характер изменения тока в диапазоне температур зависит от величины тока, протекающего через полевой транзистор. Первоначальная регулировка фазового детектора осуществляется с помощью резистивного делителя 13 напряжения.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого фазового детектора по сравнению с известным состоит в том, что за счет отслеживания уровней мощности входных сигналов он позволяет подцерживать уровень постоянной составляющей напряжения на выходе фазового детектора в широком диапазоне мощностей входных сигналов, эа счет температурной компенсации поддерживается постоянство уровня постоянной составляющей выходного напряжения в,диапазоне температур, в результате чего повышается точность детектирования.

1107268

Тираж 862.:.. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Закаэ .5774/41 ..

Филиал ППП Патент, г,Ужгород, ул.Проектная,4

Составитель В.Цветков

Редактор Н.Пушненкова Техред Т. Маточка . Корректор М.Демчик