Преобразователь частоты

 

Изобретение м.б. использовано для создания приемников сигналов по твердотельной полупроводниковой технологии . Цель изобретения - обеспечение возможности микроминиатюризации. Устр-во содержит дифференциальные усилители 1-3, каждый из к-рых выполнен на транзисторах (Т) 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9 соответственно, Т 10 и И, резисторы (Р) 12 и 13, 16 и 17, конденсатор 14, генератор 15 тока, выходной эмиттерный повторитель 18 напряжения , четыре дополнительных Т 19-22, пять дополнительных Р 23-27, дополнительный конденсатор 28. Предложенная схема является избирательной , т.е. обладает макс. коэф. усиления на фиксированной частоте, 1 ил. (Л со к to СП) со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1327269 А1 (511 4 Н 03 0 7/14

Ч »..

Y ф

1 «i

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,(21) 3973534/24-09 (22) 04.11.85 (46) 30.07.87. Бюл. У 28 (71) Институт кибернетики им. В.M.Ãëóøêîâà (72) А.Д.Бех (53) 621.376(088.8) (56) Алексеенко А.Г., Шагурин И.И.

Микросхемотехника. — M. Радио и связь, 1982, с. 383, рис. 11. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ (57) Изорретение м.б. использовано для создания приемников сигналов по твердотельной полупроводниковой технологии. Цель изобретения — обеспечение возможности микроминиатюризации.

Устр-во содержит дифференциальные усилители 1-3, каждый из к-рых выполнен на транзисторах (Т) 4 и 5, 6 и

7, 8 и 9 соответственно, Т 10 и 11, резисторы (Р) 12 и 13, 16 и 17, конденсатор 14, генератор 15 тока, выходной эмиттерный повторитель 18 напряжения, четыре дополнительных Т

19-22, пять дополнительных P 23-27, дополнительный конденсатор 28. Предложенная схема является избирательной, т.е. обладает макс. коэф. усиления на фиксированной частоте. 1 ил.

1327269

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для создания приемников сигналов по твердотельной полупроводниковой технологии.

Цель изобретения — обеспечение воэможности микроминиатюризации.

На чертеже приведена электрическая принципиальная схема предлагаемого преобразователя частоты.

Преобразователь частоты содержит первый 1, второй 2, третий 3 дифференциальные усилители, каждый из которых выполнен на первом и втором транзисторах 4 и 5» 6 и 7, 8 и 9 соответственно, третий 10 и четвертый

11 транзисторы, первый 12 и второй

13 резисторы, конденсатор 14 генератор 15 тока, третий 16 и четвертый

17 резисторы, выходной эмиттерный

20 повторйтель 18, напряжения, первый !

9, второй 20, третий 21 и четвертый

22 дополнительные транзисторы, первый

23, второй 24, третий 25, четвертый

26, пятый 27 дополнительные резисторы, дополнительный конденсатор 28, Преобразователь частоты работает следующим образом.

Uñ =Uù созЛ .

Напряжение генератора гармонического напряжения усиливается транзисторами 8 и 9, а транзисторами 10 и

11 преобразуется в токи эмиттеров первого 1 и второго 2 дифференциальных усилителей. соединенных по схеме перемножителя сигналов. Причем величина эмиттерных токов пропорциональна напряжению генератора гармонического напряжения на входах транзисторов 8 и 9 и току генератора 15. Пары транзисторов 4, 5 и 6, 7 включены таким образом, что коллекторный ток транзисторов 4 и 6 пропорционален то ку генератора 15, напряжению генератора гармонического напряжения и напряжению сигнала на входах 29 и 30, Коллекторный ток, вызванный генерато ром 15, представляет собой статический ток транзисторов 4 и 6, а переменная составляющего этого тока пропорциональна напряжению генератора гармонического напряжения напряжению сигнала на входах 29 и 30. Поэтому

40

50

От генератора гармонического напряжения на базы транзисторов 8 и 9 30 поступает напряжение U U cosset, а

1 на входы 29, 30 воздействует напряжение другого преобразуемого сигнала напряжение на коллекторах транзисторов 5 и 6

Ugр» К!1 г от гп

К ьсоя (ы — Я) й), где К вЂ” коэффициент усиления схемы.

После того, как выходное напряжение схемы получено в виде суммы двух составляющих, одна из которых представляет напряжение частоты, равной сумме преобразуемых частот, а вторая — разности этих частот,то задача ослабления одной иэ этих составляющих возлагается на цепь нагрузки транзисторов 5 и 6. Следовательно, коэффициент усиления схемы К должен существенным образом зависеть от частоты, например, на частоте<, — Л он должен быть большим и пренебрежимо малым на остальных частотах, в т.ч. на частоте ы +Я. В этом и заключается свойство схемы преобразовывать спектр частот входных сигналов.

Предположим, что предлагаемая схема является избирательной, т.е. обладает максимальным коэффициентом усиления на фиксированной частоте.

На низкой частоте действием конденсаторов 14 и 28 можно пренебречь и на базе выходного транзистора эмиттерного повторителя 18 и на его выхо де устанавливается напряжение, при котором коллекторный ток транзисторов 4 и 6 равен коллекторному току транзистора 19, Если под воздействием сигнала генератора гармонического напряжения — сигнала на входах

29 и 30, изменится коллекторный ток транзисторов 4 и 6, то это гриводит к изменению напряжения на выходе схемы, которое через эмиттерные повторители на транзисторах 22 и 21 будет передано на базу транзистора

?О и, учитывая, что транзисторы 20 и 19 включены дифференциально, вызывает перераспределение тока эмиттера между этими транзисторами, причем на величину, равную изменению коллекторного тока транзисторов 4 и 6. Если коэффициент усиления в цепи обратной связи. с выхода схемы до выхода транзистора 19 большой, то низкочастотные сигналы на входе схемы не приведут к изменению напряжения на ее выходе. Таким образом, на низких частотах схема ослабляет входные сиг1327269

15 где

Ы налы. Если на фиксированной частоте схема обладает свойством сложения сигналов, поступающих на выход схемы с ее входов и по цепи обратной связи., благодаря чему на этой частоте схема имеет большой коэффициент усиления. Если под воздействием входного сигнала на базы транзисторов 4, 7, 5, 6 коллекторный ток транзисторов 4 и 6 нарастает от нуля по гармоническому закону, то коллекторное напряжение этих транзисторов отстает от коллекторного тока на -и/2, поскольку он заряжает конденсатор 14.

Напряжение на конденсаторе 14 передается на выход эмиттерного повторителя 18 и проинвертированное транзистором эмиттерного повторителя 18, т.е. сдвинутое на -, воздействует на базу эмиттерного повторителя на транзисторе 22. Выходное напряжение эмиттерного повторителя 22 дополнительно задерживается еще на -У/2 RCфильтром, состоящим из резистора 26 и конденсатора 28. Транзисторы 21, 20, 19 не вносят фазового сдвига.

Таким образом, ток транзистора 19 совпадает по фазе с коллекторным то-. ком транзисторов 4 и 6, благодаря чему на частоте, где общий фазовый сдвиг составляет 2й, выходное напряжение схемы максимально. Условием устойчивой работы схемы является обеспечение на частоте с фазовым сдвигом 2I коэффициента усиления в цепи обратной связи меньше единицы.

С этой целью коэффициент усиления пары транзисторов 19, 20 выбирается меньше коэффициента ослабления RCфильтра на резисторе 26 и конденсаторе 28, Спад частотной характеристики схемы на частотах выше частоты фазового сдвига 2Т обеспечивается вследствие уменьшения коэффициента усиления транзисторов 4 и 6 при их нагрузке на конденсатор 14.

Фазовый сдвиг в цепи обратной связи равный 27 имеет место на частоте тепловой коэффициент; коэффициент передачи тока эмиттера; ток коллектора транзистора

11 в статическом режиме; емкость конденсатора 14;

R — сопротивление резистора 26; г

С вЂ” емкость конденсатора 28.

Из приведенной формулы следует, что максимальная частота, ограничена частотной зависимостью коэффициента 1 . В диапазоне частота от нуля до частоты усиления транзистора в схеме с общей базой fg частоту и)о можно выбрать равной ы-Я, сигналы . на которой будут переданы схемой без ослабления, и подавить входной сигнал на частоте ы+.Й за счет значительного ослабления схемы на частотах отличных от(u -St, Формула изобретения

Преобразователь частоты, содержащий три дифференциальных усилителя, каждый из которых выполнен на первом и втором транзисторах, причем объединенные эмиттеры транзисторов перного и второго дифференциальных усилителей соответственно подключены к коллекторам третьего и четвертого транзисторов, эмиттеры которых через соответствующий первый и второй резисторы подюпючены к первой шине источника питания, базы первого и второго и второго и первого транзисторов первого и второго дифференциальных усилителей соответственно соединены и являются входами одного из преобразуемых сигналов, коллекторы первых транзисторов первого и, второго дифференциальных усилителей объединены и через конденсатор подключены к общей шине, коллекторы вторых транзисторов первого и второго дифференциальных усилителей объединены и подключены непосредственно к второй шине источника питания, а через генератор тока — к объединенным эмиттерам первого и второго транзисторов третьего дифференциального усилителя, коллекторы которых через соответствующий третий и четвертый резисторы соединены с первым выводом источника питания и непосредственно — с базами четвертого и третьего транзисторов соответственно, а базы — являются входами второго преобразуемого сигнала, а также выходной эмиттерный повторитель напряжения, вход которого подключен к точке соединения конденсатора и коллекторов первых транзисторов первого и второго дифференциальных уси5 1327269 лителей, отличающийся тем, что, с целью обеспечения воз1 можности микроминиатюризации, введены четыре дополнительных транзистора, база первого из которых через первый и второй дополнительные резисторы подключена к второй шине источника питания и к общей шине соответственно, а эмиттер объединен с змиттером второго дополнительного транзис- 10 тора и через третий дополнительный резистор подключен к второй шине источника питания, при этом коллектор второго дополнительного транзистора подключен к общей шине, третий и 15 четвертый дополнительные транзисторы включены по схеме эмиттерных повторителей напряжения, при этом змиттер третьего дополнительного транзистора соединен с базой второго дополнительного транзистора, а база через дополнительный конденсатор и четверTblH дополнительный резистор подключена соответственно к общей шине иэмиттеру четвертого дополнительного транзистора, база которого через пя" тый дополнительный резистор подключена к второй шине источника питания и коллектору транзистора выходного эмиттерного повторителя.

Составитель A,Îñèïoâè÷

Редактор M.Товтин Техред В. Кадар Корректор В.Бутяга

Заказ 3407/54

Тираж 901 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4