Перестраиваемый двухчастотный автогенератор

 

ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ ДВУХЧАСТОТНЫЙ АВТОГЕНЕРАТОР, содержащий- , первый и второй варакторы, одни из одноименных электродов которых соединены между собой, а другие электроды первого и второго варакторов соединены соответственно с первыми выводами первой и второй катушек индуктивности , а также первый и второй транзисторы , эмиттеры которых соединены соответственно с первыми выводами первого и второго дросселей, о. т л ичающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот при повышении линейности перестройки. в него введены симметрирующий.трансформатор , первый перестраиваемый конденсатор, который включен между эмиттером первого транзистора и первым выводом первой обмотки симметрирующего трансформатора, второй перестраиваемый конденсатор, который включен между эмиттером второго транзистора и первым выводом второй обмотки симметрирующего трансформатора , первый ограничительный резистор, первый вывод которого соединен с базой первого транзистора, второй ограничительный резистор, первый вывод которого соединен с базой втброго транзистора, первый разделительный конденсатор, который включен между базой первого транзистора и вторым выводом первой катушки индуктивности, второй разделительный конденсатор, который включен между базой второго транзистора и вторым выводом второй катушки индуктивности, первый дополнительный резистор, который включен между точкой соединения первого варактора с первой катзпзкой индуктивности и общей йиной, второй дополнительный резистор, который включен между точкой соединения второго варактора с второй катушкой индуктивО ) ности и общей шиной, третий перестраиваемый конденсатор и третий дополнительный резистор, первые выводы которых подключены к точке соединения первого и второго варакторов между собой, при этом коллекторы первого и второго транзисторов соединены с общей шиной, второй вывод второй обмотки симметрирующего трансформатора соединен с общей шиной, вторые выводы первого и второго дросселей и первого и второго ограничительных резисторов являются соответственно входами питающих токов и напряжений смещения, второй вывод третьего дополнительного резистора является вхо .дом управляющего напряжения, второй вывод третьего перестраиваемого конденсатора является выходом сигнала второй гармоники, а второй вывод первой обмотки симметрирующего трансформатора является выходом сигнала первой гармоники перестраиваемого двухчастотного автогенератора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5()4 Н 03 В 5 12 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2!) 3593553/24-08 (22) 17.05.83 (4Ь) 07.11.85. Бюл. М 41 (72) А.В. Бабак и В.П. Яцевич (53) 621.373.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 836757, кл. Н 03 В 19/10, !978.

Colin Hamilton "Transistor Harmonic Oscillators with Outputs in

>-Н an<"Nàñh richtentechnik, r 27, 1974, Н 5, S 196-197. (54)(57) ПЕРЕСТРАИВАЕМЫИ .ДВУХЧАСTOTHbIA АВТОГЕНЕРАТОР, содержащий первый и второй варакторы, одни из

:одноименных электродов которых соединены между собой, а другие электроды первого и второго варакторов соединены соответственно с первыми выводами первой и второй катушек индуктивности, а также первый и второй транзисторы, эмиттеры которых соединены соответственно с первыми выводами первого и второго дросселей, о, т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот при повышении линейности перестройки в него введены симметрирующий .трансформатор, первый перестраиваемый конденсатор, который включен между эмиттером первого транзистора и первым выводом первой обмотки симметрирующего трансформатора, второй перестраиваемый конденсатор, который включен между эмиттером второго транзистора и первым выводом второй обмотки симметрирующего трансформатора,первый ограничительный резистор, первый вывод которого соединен с ба-. зой первого транзистора, второй ограничительный резистор, первый вывод которого соединен с базой второго транзистора первый разделительный конденсатор, который включен между базой первого транзистора и вторым выводом первой катушки индуктивности, второй разделительный конденсатор, который включен между базой второго транзистора и вторым выводом второй катушки индуктивности, первый дополнительный резистор, который включен между точкой соединения первого варактора с первой катушкой индуктивности и общей шиной, второй дополнительный резистор, который включен между точкой соединения второго âaрактора с второй катушкой индуктив.ности и общей шиной, третий перестраиваемый конденсатор и третий дополнительный резистор, первые выводы которых подключены к точке соединения первого и второго варакторов между собой, при этом коллекторы первого и второго транзисторов соединены с общей шиной, второй вывод второй обмотки симметрирующего трансформатора соединен с общей шиной, вторые выводы первого и второго дросселей и первого и второго ограничительных резисторов являются соответственно входами питающих токов и напряжений смещения, второй вывод третьего дополнительного резистора является входом управляющего напряжения, второй вывод третьего перестраиваемого конденсатора является выходом сигнала второй гармоники„ а второй вывод первой обмотки симметрирующего трансформатора является выходом сигнала первой гармоники перестраиваемого двухчастотноro автогенератора.

l 1190

Йзобретение относится к радиотехнике и может использоваться в качестве формирователя двух изменяющихся по частоте синусоидальных сигналов, например, в различных радиоизмерительных устройствах.

Цель изобретения — расширение диапазона рабочих частот при повышении линейности перестройки.

На фиг.! представлена принципиаль- 10 ная электрическая схема предложенного перестраиваемого двухчастотного автогенератора; на фиг..2 — временные диаграммы его работы.

Перестраиваемый двухчастотный !5 автогенератор содержит первый и второй варакторы 1 и 2, первый и второй транзисторы 3 и 4, первую и вторую катушки индуктивности 5 и 6, первый и второй разделительные конден- 20 сатори 7 и 8, симметрирующий трансформатор 9, первый и второй перестраиваемые конденсаторы 10 и 11, пер вый и второй ограничительные резисторы 12 и 13, первый и второй . 25 дроссели 14 и 15, первый, второй и третий дополнительные резисторы 1618, третий перестраиваемый конденсатор 19.

Перестраиваемый двухчастотный автогенератор работает следующим образом.

Последовательный колебательный контур перестраиваемого двухчастотного автогенератора образован барьер-35 ными емкостями р-и-переходами варакторов 1 и 2, катушками 5 и 6 индуктивности,и элементами входного сопротивления без транзисторов 3 и 4, которые в основном определяются ем- 40 костью коллекторного перехода, так как емкость перестраиваемых конденсаторов 10 и 11 много меньше, чем емкость коллекторного перехода, а абсолютная величина импеданса дрос- 45 селей 14 и 15 много больше импеданса коллекторного. перехода в полосе рабочих частот. Положительная обратная связь осуществляется .обратной связью транзисторов 3 и 4 за счет модуляции N .базы (эффект Эрли), а также за счет паразитной емкости конструкция транзисторов 3 и 4. Для выравнивания входных импедансов баз транзисторов

3 и 4 и электрического симметрирования схемы на базы транзистооров 3 и 4 подаются устанавливаемые при настройке напряжения смещения через

452 2 ограничительные резисторы 12 и .13.

Возникающие в колебательном контуре колебания попадают на базы транзисторов 3 и 4 в противофазе. При электрической симметрии схемы и идентичности варакторов l и 2 между базами транзисторов 3 и 4 будет действовать синусоидальное напряжение первой гармоники. Под действием этого напряжения через варакторы 1 и 2 течет синугоидальный ток первой гармоники, а в точке их соединения присутствует напряжение только четных гармоник автоколебаний. При выполнении варакторов 1 и 2 на р-11-переходах со ступенчатым распределением примесей это напряжение будет синусоидальным с частотой второй гармоники.

Барьерная емкость -двух встречнопоследовательно. соединенных р-Л-переходов варакторов 1 и 2 зависит от запирающего напряжения смещения, которое подается в точку их соединения.

В. случае симметричного воздействия гармонического сигнала с частотой

6) на два встречно-последовательно включенных ступенчатых р-Н-перехода с идентичными характеристиками.. Напряжение в точке их соединения относительно точки симметрии схемы содержит переменную составляющую. только удвоенной частоты, которое через перестраиваемый конденсатор 19 поступает на выход перестраиваемого двухчастотного автогенератора.

Сигналы первой гармоники на эмиттерах транзисторов 3 и 4 противофаэны, а второй гармоники — синфазны.

Однако эти соотношения выполняются неточно иэ-за неидентичности транзисторов 3 и 4. Для подстройки амплитудно-фазовых соотношений сигналов, поступающих на первую и вторую обмотки симметрирующего трансформатора 9, используются нерестраиваемые конденсаторы 10 и 11, которые одновременно определяют и общий уровень сигнала на выходе сигнала первой гармоники.

При сложении сигналов с эмиттеров транзисторов 3 и 4 на симметрирующем трансформаторе 9 сигналы первой гармоники складываются, а сигналы второй гармоники вычитаются, .что уменьшает и нелинейные искажения.

Для увеличения линейности перестройки величины сопротивления регистров

12, 13 и 18 в цепях смещения специально подбираются из расчета того, чтобы они не шунтнровали колебательный контуР R г = R|,з К1г =(1 2

-2,5)Rùs.

Во время работы перестраиваемого двухчастотного автогенератора происходит частичное детектирование сигнала на p-fl переходах варакторов 1 и 2, в результате которого через варакторы 1 и 2 и цепи их смещения .протекает постоянный ток. На резисторах 16 — le при этом возникает. напряжение автосмещения, пропорцио-, нальное этому току, которое сдвигает рабочую точку на .характеристи-. ке варакторов l и 2 в сторону боль"" шего запирания. С уменьшением запирающего смещения на р-П-переходах крутизна перестройки частоты растет, однако возрастает и приращение тока, идущего через варакторы 1 и 2, а следовательно, и величина прираще ния автосмещения. Вследствие этого, при равных приращениях управляющего напряжения, поступающего на вход перестраиваемого двухчастотного авто енератора,приращения смещения на р-и-переходах будут разными.При нап-ряжениях, соответствующих верхним. частотам диапазона перестройки и малого, вследствие незначительности приращения величины напряжения ав. тосмещения, приращение смещения на р-g-переходах равно приращению управляющего напряжения. При напряже190452 - 4 ниях, соответствующих нижней части диапазона и большой крутизне нерестройки частоты, приращения тока варакторов 1 и 2 возрастают, тем самым уменьшая приращение смещения на р-11. переходах.

На фиг.2а и б представлены соответственно эпюры напряжений баэа10 коллектор транзисторов 3 и 4; на фиг.2в — эпюры напряжения между базами транзисторов 3 и 4; на фиг.2гэпюры напряжения в точке соединения варакторов l и 2; на фиг.2д,е,ж соответственно эпюры эмиттерного тока 15 и тока первой и второй гармоники транзистора 3, на фиг.2з,и,к - соот» ветственно эпюры эмиттерного тока и тока первой и второй гармоники транзистора 4; на фиг.2л - эпюра тока на

20 выходе симметрирующего. трансформа" тора 9.

Напряжения баз а-коллектор тран"

25 зисторов 3 и 4 несинусоидальны, но вследствие синфазности их вторых гармонических составляющих нанряжение между базами транзисторов 3 и

4, а следовательно, и на выводах

30 варакторов 1 .н 2, соединенных соответственно.с катушками 5 и 6 индук-. тивности, близко к синусоидальному, поэтому в точке соединения варакторов 1 и 2 будет присутствовать сигнал только второй гармоники.

1190452 фиг. 2

Составитель Г. Захарченко

Редактор П.Коссей Техред А.Бабинец Корректор М.Самборская

Заказ 6999/55 Тираж 87! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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