Кольцевой преобразователь частоты

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемной, передающей и электрорадиоизмерительной аппаратуре. Целью изобретения является расширение диапазона преобразуемых частот. Кольцевой преобразователь частоты содержит транзисторы 1 - 4, резисторы 5 - 8, входной и выходной дифференциальные трансформаторы 9 и 10, конденсаторы 11 и 12, режекторный фильтр 13 и источник 14 питания. Первичная обмотка выходного дифференциального трансформатора 10 состоит из полуобмоток 15 - 18. Преобразуемый сигнал подается в фазе к база-эмиттерным переходам транзисторов 1 - 4 через вторичные полуобмотки входного дифференциального трансформатора 9, включенные согласно. Проходя параллельно через эти полуобмотки, токи преобразуемого сигнала компенсируются в них, и поэтому вторичные полуобмотки не оказывают индуктивного сопротивления, зависимого от частоты преобразуемого сигнала. Активные же сопротивления вторичных полуобмоток в этом случае не ограничивают (не искажают) преобразуемый сигнал в широком диапазоне изменений частот. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 D 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4606228/24-09 (22) 16.11.88 (46) 23.08.90. Бюл, Р 3 1 (72) Б.И.Мазенов (53) 621.372.632{088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1350814, кл. Н 03 D 7/12, 1985. (54) КОЛЬЦЕВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемной, передающей и электрорадиоизмерительной аппаратуре, Целью изобретения является расширение диапазона преобразуемых частот. Кольцевой преобразователь частоты содержит тарнзисторы 1-4. резисторы 5-8, входной и выходной дифференциальные трансформаторы 9 и 10, конденсатрры

„„Я0„„1587616 А 1

f1 и f2, режекторный фильтр 13 и источник 14 питания. Первичная обмотка выходного дифференциального трансформатора 10 состоит из полуобмоток

15-18. Преобразуемый сигнал подается в фазе к база-эмиттерным переходам транзисторов 1-4 через вторичные полуобмотки входного дифференциального трансформатора 9, включенные согласно, Проходя параллельно через эти полуобмотки, токи преобразуемого сигнала компенсируются в них, и поэтому вторичные полуобмотки не оказывают индуктивного сопротивления, зависимого от частоты преобразуемого сигнала.

Активные же сопротивления вторичных полуобмоток в этом случае не ограничивают (не искажают) преобразуемьш сигнал в широком диапазоне изменений частот. 1 ил.

1587616

Изобрс тение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемной, в радионередающей и электроизмерительной аппаратуре, Цель изобретения — расширение диапазона преобразуемых частот.

На чертеже приведена структурная электрическая схема кольцевого преобразователя частоты. 10

КольцеВой преобразователь содер:жит первый, второй, третий и четвер-, 1 тый транзисторы 1-4, первьй, второй, третий и четв pTf,Bt резисторы 5-8 вход-!.ной и выходной дифференциальные тран- 15 сформаторы 9 и 10, первь.й и второй конденсаторы 11 и 12, режекторный ,фильтр 13 и источник 14 питания. Пер1

: вичная обмотка вьгходного дифференци1 ального трансформатора 10 состоит из ! первой, второй, третьей и четвертой ,полуобмоток 15-18.

Кольцевой преобразователь частоты работает следующим образом, Входной опорньп сигнал V <„, через 25 входной дифференциальньпт трансформатор 9, вторичные полуобмотки которого включень| согласно, управляет про цессом открывания и закрывания балан сньгх пар первого и второго транзисто- 30

; ров 1-4 (третьего и четвертого транзисторов), в положительный полупериод открыты первьп и второй транзисторы 1 и 2, закрыты — третий и четвертый транзисторы 3 и 4, а в отрицательный полупериод — наоборот. Ток

% т источника преобразуемого сигнала

Б „ „ на выход кольцевого преобразователя частоты проходит при обоих полупериодах напряжения опорного ко- 40 лебания несущей частоты. При этом в положительньпг полупериод напряжения опорного колебания ток преобразуемого сигнала протекает следующим образом. Преобразуемьй сигнал У,по- 45 дается к каждому открытому первому и второму транзисторам 1 и 2 в фазе (к участку эмиттер-база) по цепям: для первого транзистора 1 — эмиттер, первый резистор 5, общая шина, верхняя по схеме вторичная полуобмотка входного дифференциального трансформатора 9 — база. для второго транзистора 2 — эмиттер, второй резистор 6, общая шина, нижняя по схеме вторичная

55 полуобмотню. входного дифференциального трансформатора 9 — база, Причем, ввиду того, что первый и второй транзисторы 1 и 2 имеют взаимно противо".. положную структуру типа проводимости, базовьп1 ток первого транзистора 1, например, увеличивается, а второго транзистора 2 — уменьшается, В соответствии с базовыми токами в этих транзисторах текут и коллекторные то ки для преобразуемого сигнала по цепям: для первого транзистор, — коллектор, вторая полуобмотка 16 выходного дифференциального трансформатора 10, второй конденсатор 12, режекторньп фильтр 13 (сопротивление которого для преобразуемого сигнала ма.no), общая шина, первьп резистор 5 эмиттер; для второго транзистора 2 коллектор, первая полуобмотка 15, первый конденсатор 11, режекторньпt фильтр 13, общая шина, второй резистор 6 — эмиттер. Эти коллекторные токи по преобразуемому сигналу, проходя через первую и вторую полуобмотки 16 и 15 выходного дифференциаль«ого трансформатора 10, создадут в его магнитопроводе два магнитньгх потока. Направление каждого магнитного потока определяется изменением коллекторного тока соответствующего транзистора.

Вследствие того, что коллекторный ток первого. транзистора 1 увеличивается, а второго транзистора 2 — уменьшается, магнитные потоки имеют взаимно противоположные направления, но так как первая и вторая полуобмотки

15 и 16 включены встречно по отношению друг к другу, то эти магнитные потоки складываются и наводят суммарную ЭДС во вторичной обмотке выходного дифференциального трансформатора 10, что и требуется для преобразования сигнала. В отрицательньп полупериод напряжения опорного колебания

U „ „ прохождение преобразуемого сигна— ла на выход кольцевого преобразователя частот происходит аналогичным образом, но в этом случае в работе участвуют третий и четвертьш транзисторы 3 и 4, а вместо первой и второй полуобмоток 15 и 16 выходного диффе- ренциального трансформатора 10 — третья и четвертая полуобмотки 17 и 18, При этом знак суммарной ЭДС, наведенный во вторичной обмотке выходного дифференциального трансформатора

10, будет, противоположен тому, что был в положительный полупериод Бп„

Достигается это тем, что третья и четвертая пслуобмотки 17 и 18, вкус

5 158761 ченные встречно, включены встречно по отношению к первой паре и второй полуобмоткам 15 и 16. чем и обеспечивается двухтактное преобразование частоты.

Высокая степень компенсации магнитных потоков (балансировка) по току опорного колебания „, на выходе предлагаемого кольцевого преобразователя частоты и,„следовательно, высокая точность преобразования достигаются следующим образом. В положительный полупериод напряжение U „, подается к первому и второму транзисторам 1 и 2, к переходам база-эмиттер.

При этом оба транзистора открыты и их базовые токи увеличиваются. В соответствии с базовыми токами в этих 20 транзисторах текут коллекторные токи для опорного колебания по цепям: для первого транзистора 1 — коллектор, вторая полуобмотка 16, второй и первый конденсаторы 12 и 11, первая по- 25 луобмотка 15, открытый переход коллектор-эмиттер второго транзистора 2, второй и первый резисторы 6 и 5 эмиттер; для второго транзистора 2 эмиттер, второй и первый резисторы 30

6 и 5, открытый переход эмиттер коллектор первого транзистора 1, вторая полуобмотка 16, второй и первый конденсаторы 12 и 11, первая полуоб-мотка 9 — коллектор. При этом коллекторные токи этих транзисторов не текут через режекторный фильтр 13, так как сопротивление этого фильтра на< этой частоте большое. Общий коллекторный ток, проходя через первую и вторую полуобмотки 15 и 16, включенные встречно, создают в этих полуобмотках равные, но противоположно направленные магнитные потоки и поэтому, в результате компенсации магнитных потоков, ток несущего опорного колебания на выходе кольцевого преобразователя частоты отсутствует.

Если первый и второй транзисторы 1 и 2 не идентичны по своим параметрам или их параметры изменяются под действием дестабилизирующих факторов, то высокая степень компенсации магнитных потоков не нарущается, так как общий коллекторный ток транзисторов для несущих опорных колебаний протекает последовательно через встречно включенные первую и вторую полуобмотки 15 и 16 первичной . обмотки

6 о выходного дифференциального трансформатора 10.

В отрицательный полупериод источника несущих опорных колебаний Ugz, процесс компенсации аналогичен описанному, голько вместо первого и второго транзисторов 1 и 2, которые в этот полупериод закрыты, в работе участвуют открытые третий и четвертый транзисторы 3 и 4 и вместо первой и второй полуобмоток 15 и 16 — третья и четвертая полуобмотки 17 и 18.

В предлагаемом кольцевом преобразователе источник преобразуемого сигнала Б „ подключен одним концом непосредственно к общей шине, а другим . к точке соединения конца первой и пачала второй полуобмоток вторичной обмотки входного дифференциального трансформатора 9. При этом прбобраэуемый сигнал U<„., подается в фазе к переходам база-эмиттер первого, второго, третьего If четвертого транзисто ров 1-4 через вторичные полуобмотки входного дифференциального трансформатора 9, включенные согласно. Проходя параллельно через эти полуобмотки, токи преобразуемого сигнала U 8„ компенсируются в них и поэтому вторичные полуобмотки не оказывают индуктивного сопротивления, зависимого от частоты преобразуемого сигнала. Ак-. тивные же сопротивления вторичных полуобмоток в этом случае не ограничивают (не искажают) преобразуемый сигнал в широком диапазоне изменений частот. Следовательно, такой преобразователь обладает расширенным диапазоном преобразуемых час" от и может работать от несимметричного источника преобразуемого сигнала.

Формула и з о б р е т е н и я

Кольцевой преобразователь частоты, содержащий входной дифференциальный трансформатор, первая и вторая полуобмотки вторичной обмотки которого включены согласно, первьпЪ, второй, третий и четвертый транзисторы, 1 причем первый и четвертый транзисторы имеют и р от ив on оложный по от ноше нию к второму и третьему транзисторам тип проводимости, базы первого и третьего транзисторов подключены к началу первой полуобматки вторичной обмотки входного дифференциального трансформатора, конец второй полуобмотки вторичной обмотки которого соединен с базами второго и четвертого транзисторов, первый, 1587616

Составитель A,Îñèïîâè÷

Редактор Е.Папп Техред lI.Ñåpäîêîâà Корректор 11,Муска

Подписное

Тираж 653

Заказ 2426

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и.открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 второй, третий и четвертый резисторы, первые выводы которых подключены к эмиттерам первого, второго, третьего и четвертого транзисторов соответственНо, второ ) вывод первого резистора

5 соединен с вторым выводом второго резистора, второй вывод третьего резистора соединен с вторым выводом четвертого резистора, выходной диффе- 10 ренциальнвй трансформатор, первая и вторая полуобмотки первичной обмотки которого включены встречно, начаРа которых подключены соответственно коллекторам вторОГо и первого трап- 15 зисторов, а нонцы — к выводам источНика питания и первым выводам первого и второго конденсаторов, вторые выводы которых соединены между собой с входом режекторного фильтра, выI ход которого подключен к общей шине, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона преобразуемых частот, введены третья и четвертая полуобмотки в первичную обмотку выходного дифференциального трансформатора, включенные встречно по отношению друг к другу и к первой I и второй полуобмоткам соответственно, концы которых подключены соответственно к коллекторам третьего и четвертого транзисторов, а начала — к выводам источника питания, вторые выводы первого, второго, третьего и четвертого резисторов соединены с общей шиной, а вторым входом кольцевого преобразователя частоты являются средний выврд вторичной обмотки входного трансформатора и вывод общей шины.