Преобразователь частоты

 

Изобретение относится к радиотехнике , п овышает чувствительность и расширяет динамич.днапаэ. Устр-во содержит нелинейные эл-ты I и 2, выполненные на транзисторах (Т 3 и 4, резисторы (Р ) 5,6,7,8,12,13, нагрузку 9 ,Т 10, конденсатор 18, источники 19 и 20 преобразуемых сигналов . Вновь введены Т 11, Р 14-16, эл-т 17 компенсации. Т 10 и 11 образуют диф.усилитель 21. Точка соединения Р 7 с Р 8 является входом второго преобразуемого сигнала. Включение эл-та I7 на выходах усилителя 2I исключает влияние уходов режима усилителя 21 по постоянному току на работу эл-тов 1 и 2. Величины Р 12 и 14 выбираются такими, чтобы входные сопротивления усилителя 21 были равны с учетом внутреннего сопротивления источника сигнала, подключенного к одному из входов. Это обеспечивает равенство выходных сопротивлений усилителя 21 по переменному току и симм.етричное выпрямление противофазных напряжений элтами 1 и 2, что приводит к подавлению нежелательных гармоник выходного сигнала. 4 нл. & (Л

СО103 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

7622.8 А 1 (191 01) (51) 4 Н 03 D 7/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2! ) 3999979/24-09 (22) 02.12.85 (46) 23.02.88.Бюл. У 7 (72) А.А.Кириллов (53) 621 . 372. 632 (088.8) (56) Мовшович М. E. Полупроводниковые преобразователи частоты. — Л.:

Энергия, 1974, с,189, рис.3-29б, (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к радиотехнике, повышает чувствительность и расширяет динамич.диапаэ. Устр-во содержит нелинейные эл-ты 1 н 2, выполненные на транзисторах (Т ) 3 и 4, резисторы (P ) 5,6,7,8,12,13, нагрузку 9,Т 10, конденсатор 18, источники 19 и 20 преобразуемых сигналов. Вновь введены Т II Р 14-16, эл-т 17 компенсации. Т 10 и 11 образуют диф.усилитель 21. Точка соединения P 7 с P 8 является входом второго преобразуемого сигнала.

Включение эл-та 17 на выходах усилителя 21 исключает влияние уходов режима усилителя 21 по постоянному току на работу эл-тов l и 2. Величины P 12 и 14 выбираются такими, чтобы входные сопротивления усилителя 21 были равны с учетом внутреннего сопротивления источника сигнала, подключенного к одному из входов.

Это обеспечивает равенство выходных сопротивлений усилителя 21 по переменному току и симметричное выпрямление противофаэных напряжений эл- Я тами 1 и 2, что приводит к подавлению нежелательных гармоник выходного сигнала. 4 ил.

1376228

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в качестве фазовых детекторов и удвоителей частоты.

Цель изобретения — повышение чувствительности и расширение динамического диапазона.

На фиг.1 приведена электрическая принципиальная схема предложенйого преобразователя частоты, используемого в качестве фазового детектора; на фиг.2 и 3 " электрические принципиальные схемы использования преобразователя частоты для выделения промежуточной частоты и для умножения частоты соответственно; на фиг.4— диаграммы напряжений, поясняющие работу преобразователя.

Преобразователь частоты содержит 20 первый 1 и второй 2 нелинейные элементы, выполненные на первом 3 и втором 4 транзисторах, первый 5 и второй 6, третий 7 и четвертый 8 резисторы, нагрузку 9, третий 10 25 и четвертый 11 транзисторы, пятый

12, шестой 13, седьмой !4, восьмой

15 и девятый 16 резисторы, элемент

17 компенсации, конденсатор 18, источники 19 и 20 преобразуемых сиг- 30 налов, третий 10 и четвертый 11 транзисторы образуют дифференциальный усилитель 21.

Преобразователь частоты (фиг,l) используемый в качестве фазового детектора, работает следующим о6разом.

Сигнал с первого источника 19 частотой f, поступает на вход дифференциального усилителя 21, усилива- 40 ется им и выделяется в резисторах

7 и 5 в противофазе в виде напряжений U и U< (фиг.4а,б), сигнал от второго источника 20 также с частотой f поступает на выходы дифферен- 45 циального усилителя 21 в фазе в виде напряжений U „„ и U „ (фиг.4а,б).

В зависимости от сдвига фаз между сигналами (фиг.4а,б) суммарные напряжения на коллекторах или равны (фиг.4а ) или не равны (фиг.4б >, что после детектирования нелинейными элементами 1 и 2 приводит к появлению выходного сигнала соответствующей полярности.

Включение элемента 17 компенсации разности потенциалов постоянного тока иа выходах дифференциального усилителя 21 исключает влияние режима дифференциального усилителя 21 по постоянному току на работу нелинейных элементов 1 и 2. Величины резисторов 12 и 14 на входах дифференциального усилителя 21 выбираются такими, что входные сопротивления дифференциального усилителя 21 равны с учетом внутреннего сопротивления источника сигнала, подключенного к одному из входов. Это обеспечивает равенство выходных сопротивлений дифференциального усилителя 21 по переменному току и соответственно равные напряжения с второго источника 20 сигнала на входах нелинейных элементов 1 и 2.

Выполнение нелинейных элементов

1 и 2 на транзисторах 3 и 4 обеспечивает протекание небольшого постоянного тока через переходы базаэмиттер, которое приводит к снижению потенциального барьера в переходах коллектор — база и обеспечивает за счет этого малый порог детектирования, что повышает чувствительность и расширяет динамический диапазон, 5 преобразователе частоты (фиг.2)нагрузка 9 выполнена в виде колебательного контура с частотой настройки, равной сумме или разности частот входных сигналов.

При этом сигнал с первого источника 19 частотой f поступает на

1 вход дифференциального усилителя 21, усиливается им и выделяется в противофазе в резисторах 7 и 8. Сигнал с второго источника 20 частотой f поступает на выходы дифференциального усилителя 21 в фазе. Эти сигналы на выходах дифференциального усилителя 21 суммируются таким образом, что амплитуды этих суммарных колебаний изменяются с разностной частотой, причем эти биения амплитуд суммарных колебаний происходят в противофазе, что позволяет после детектирования .нелинейными элементами 1 и 2 получить на нагрузке 9 сигнал с разностной частотой (f — f ) и тем самым обеспечить преобразование частоты сигнала.

Преобразователь частоты (фиг.3) имеет нагрузку 9, выполненную в виде последовательно включенных двух.

Сигнал с источника 19 частотой f> поступает на вход дифференциального усилителя 21, усиливается им и выделяется в противофазе в резисторах

1 376228

7 и 8. Нелинейными элементами 1 и 2 противофазные напряжения выпрямляются, что приводит к образованию сигнала удвоенной частоты, который поступает на выход устройства. Таким образом, осуществляется удвоение частоты входного сигнала.

Включение элемента 17 компенсации разности потенциалов постоянного тока на выходах дифференциального усилителя 21 исключает влияние уходов режима дифференциального усилителя по постоянному току на работу нелинейных элементов 1 и 2. Величины ре- 15 зисторов 12 и 14 на входах дифференциального усилителя 2! выбираются такими, что входные сопротивления дифференциального усилителя 21 равны с учетом внутреннего сопротивления 2р источника сигнала, подключенного к одному из входов. Это обеспечивает равенство выходных сопротивлений дифференциального усилителя 21 по переменному току и симметричное вып- 25 рямление противофазных напряжений нелинейными элементами 1 и 2, что приводит к лучшему подавлению нежела" тельных гармоник выходного сигнала.

При развязке (40 дБ) между входа- 3() ми в виду малой связи между коллекторами и базами транзисторов 10 и 11 дифференциального усилителя первый источник сигнала подключен к входу дифференциального усилителя 21, а второй источник сигнала подключен в точку нулевого потенциала по переменному току выходов дифференциально-. го усилителя 21, так как на выходах дифференциального усилителя 21 имеют- 4р ся равные и противоположные ко фазе переменные напряжения.

Элемент 17 компенсации разности потенциалов постоянного тока включаемый между выходами дифференциаль- 45 ного усилителя, может быть выполнен в виде дросселя или на операционном усилителе, входы которого подкювочены к выходам дифференциального усилителя 21., а выход его через Т-образный фильтр подключен к свободному входу дифференциального усилителя 21, что обеспечивает стабилизацию нулевой разности потенциалов между выходами дифференциального усилителя 21.

Формула изобретения

Преобразователь частоты, содержащий первый и второй нелинейные элементы, выполненные на первом и втором транзисторах соответственно, к эмиттерам которых подключены первый и второй резисторы соответственно, а между базами включены последовательно соединенные третий и четвертый резисторы, нагрузку, включенную между коллекторами транзисторов нелинейных элементов, а также третий транзистор, база которого является входом одного иэ преобразуемых сигналов, пятый резистор, включенный между базой третьего транзистора и общей шиной, а к эмиттеру третьего транзистора подключены первыми выводами шестой резистор и конденсатор, отличающийся тем, что, с целью повьппения чувствительности и расширения динамического диапазона, введены четвертый транзистор, к эмиттеру которого подключен второй вывод конденсатора, седьмой, восьмой и девятый резисторы и элемент компенсации, включенный между коллекторами третьего .и четвертого транзисторов, седьмой резистор включен между базой четвертого транзистора и общей шиной, восьмой резистор включен между эмиттером четвертого .транзистора и первой шиной источника питания, другой вывод шестого резистора подключен к первой шине источника питания, девятый резистор включен между точкой соединени третьего с четвертым резисторов. и второй шиной источника питания, коллекторы третьего и четвертого транзисторов подключены к базам первого и второго транзисторов нелинейных элементов соответственно, причем точка соединения третьего с четвертым резисторов является входом второго преобразуемого сигнала, а вторые выводы первого и второго резисторов подключены к общей шине.

l376228

137б228! 376228

ugtz Vf

Составитель А.Меньшикова

Редактор О.Головач Техред Л.Олийнык Корректор О.Кундрик

Заказ 797/55 Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4