Управляемый п-образный аттенюатор

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в широкополосных устройствах с повышенными требованиями к стабильности фазочастотных характеристик. Цель изобретения улучшение согласования и уменьшение зависимости фазового сдвига от вносимого ослабления в диапазоне частот Аттенюатор содержит входное и выходное Г-образные звенья 1, 2, каждое из которых состоит из первого элемента с управляемым сопротивлением 3. резистора 4 и второго элемента с управляемым сопротивлением 5. две катушки 6, 7 индуктивности и два конденсатора 8, 9. По мере изменения ослабления в результате сопротивлений элементов с управляемым сопротивлением изменяют также их паразитные реактивные характеристики, которые вносят фазовый сдвиг и рассогласование при работе аттенюатора в широком диапазона частот. Для компенсации влияния паразитных реактивных параметров элементов с управляемым сопротивлением между Г-оЬрэзными звеньями П-образного аттенюатора включен LC-мост. 2 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 Н 03 G 3/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 3

6д (л) () (21) 4643505/09 (22) 27.01.89 (46) 07.02.91. Бюл. ¹ 5 (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) В.Н.Ильюшенко и О,В,Стукач (53) 621.396.662 (088.8) (56) Дэехцер Г.Б., Зарубин А.С., Темин В.С.

Некоторые экспериментальные результаты проектирования широкодиапаэон ны х электрически управляемых аттенюаторов на р+

-n диодах. Вопросы радиоэлектроники. сер, Радиоизмерительная техника, вып 1, 1974, с. 83-95, рис. 7. (54)УПРАВЛЯЕМЫЙ П-ОБРАЗНЫЙ АТТЕНЮАТОР (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в широкополосных устройствах с повышенными требованиями к стабильности фазочастотных

„„5U„„1626330 А1 характеристик. Цель изобретения — улучшение согласования и уменьшение зависимости фазового сдвига от вносил1ого ослабления в диапазоне частот Агтен оагор содержит входное и выходное Г-образные звенья 1, 2, каждое из которых состоит из первого злел1ента с управляел1ым сопротивлением 3, резистора 4 и второго элемента с управляемым сопротивлением 5, две катушки 6, 7 индуктивности и два конденсатора 8, 9. По мере измененияослабления в результате сопротивлений элементов с управляел1ым сопрогивлением изменяют также их паразитные реактивные характеристики, которые вносят фазовый сдвиг и рассогласованиг. при работе атгенюатора в широком диапазоне частот. Для компенсации влияния парази гных реактивных параметров элементов с управляемым coHpoTPIBflQHI мехкду Г-образными звеньями П-образного аттенюаторл включен 1 С-мост. 2 ил.

1626330 (3) 02 = 14Z2 — 13ZI

10 (4 ) 2 =- 3 - 14.

Тогда

Zx + Z1

Zx +Z2

Zx +Zz

Z2 — Z1

Zx + Z1

22 — Zi

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в многоканальных измерительных и радиоприемных устройствах и системах с повышенными требованиями к сîfëàñîâàнию и стабильности фазо встотньIx характеристик.

Цель изобре1ения — улучшение согласования и уменьшение зависимости фазового сдвига от вносимого ослабления в диапазоне частот, На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема управляемого Побразного аттенюатора; на фиг. 2 эквивалентная схема управляемого П-образного аттенюатора с учетом паразитных параметров управляемых элементов.

Управляемый П-образный аттенюатор содержит входное 1 и выходное 2 Г-образньIe звенья каждое из которых состоит из первого элемента 3 с управляемым сопротивлением, резистора 4 и второго элемента

5 с управляемым сопротивлением резистора 4, катушки 6 и 7 индуктивности и конденсаторы 8 и 9.

Управляемый П-образный атгенюатор работает следующим образом.

Б режиме минимального ослабления сопротивления первых элементов 3 имеют наименьшее значение, а вторых элементов

5 — наибольшее.

По мере увеличения сопротивлений первых элсментов 3 и уменьшения сопротивлений вторых элементов 5 (что достигается изменением управляющих напряжений) ослабление, вносимое аттенюатором, увеличивается. Используя равенство

)11=- S22 = О, где Sii и S22 — элементы матрицы рассеяния эквивалентной схемы аттенюатора (фиг. 2), нетрудно показать, что для предложенного аттенюатора условие согласования имеет вид

ZP = Z52. Р, 2 (1) где Zo — сопротивление генератора и нагрузки, Z5 I4 Zp — полные сопротивления элементов с управляемым сопротивлением соответственно в последовательном и при параллельном плечах. Из эквивалентной схемы (фиг, 2) определяется входное сопротивление аттанюатора (аналогично находится и выходное сопротивление) Z — Z Zp Z5 + Z x (2)

Zp +Z5+Zx где Zx — сопротивление правой части схемы между точками а и в. Из фиг. 2 определяем соотношение для этого сопротивления

7 Оав 2 Zi I3 + Uz з + 14

В уравнении заменим U2 íà lzZx в силу симметричности схемы и учтем, что

Подставив l4 в (4), получим

С учетом (2) и (3) находим

ZIIx = Zo если

Zo = ZiZz, (5) а Zi 14 Zz взаимно обратны, Сравнивая (1) и (5), получим соотношение

Z1Z2 = Z5Zp, (6)

on редел я ющее условие согласование.

С изменением частоты изменяется реактивное сопротивление элементов 3 и 5, что приводит к изменению входного и выходного сопротивлений аттенюатора при отсутствии в схеме корректирующих элементов (6-9). Наличие катушки 6 индуктивности приводит к уменьшению зависимости фазового сдвига от вносимого ослабления, но ухудшает согласование, так как с ростом частоты растет реак;ивное сопротивление первых элементов 3 и катушки 6 индуктивности.

Наличие конденсаторов 8 и 9 приводит к тому, что с ростом частоты вход и выход аттенювтора оказываются дополнительно соединенными через резистор 4, конденсатор

9, элемент 3, а также через первый элемент

3, конденсатор 8, резистор 4. Поскольку реактивное сопротивление конденсаторов 8 и

9 уменьшается, это компенсирует увеличение реактивного сопротивления последовательного плеча аттенюатора, что приводит к выравниванию входного и выходного сопротивлений. Аналогично можно показать, что конденсаторы 8 и 9 выравнивают в диапазоне частот входное и выходное сопротивления 3а счет компенсации реактивного

1626330

45 сопротивления катушки 7 индуктивности.

Таким образом, при выполнении условия (6), аттенюатор согласован в широкой полосе рабочих частот, Фазовый сдвиг выходного сигнала аттенюатора относительно входного в диапазоне ослаблений определяется следующим соотношением

AP (Zs ° р f ) = P (Z а мин, Zp макс, )

<<О (Zs макс Zp мин, f ), где f — частота; индексы макс, мин соответствуют максимальному и минимальному значениям резистивной составляющей полного сопротивления элементов с управляемым сопротивлением, Из последнего выражения следует, что фазовый сдвиг в управляемом аттенюаторе зависит от частоты, а также от уровня вносимого ослабления и определяется соотношениями между реактивной и резистиеной составляющими полных сопротивлений элементов с управляемым сопротивлением.

Изменение фазового сдвига тем меньше, чем меньше отношение реактивной составляющей к активной составляющей полного сопротивления управляемого элемента, Уменьшение изменения фазового сдвига в предложенном устройстве достигается следующим образом.

B режиме минимально о ослабления сопротивления первых элементов 3 (фиг. 1 и 2) минимальны, поэтому их емкостной составляющей можно пренебречь. Паразитные индуктивности первых элементов 3 компенсируются конденсаторами 8 и 9, образующими с ними и с катушкой 6 индуктивности фильтр нижних частот. Поскольку сопротивления вторых элементов 5 максимальны в рассматриваемом режиме, то индуктивность их мала и ею можно пренебречь. Емкости элементов 5 компенсируются катушкой 7 индуктивности и обра5

25 эующей с ними фильтр низкой частоты. Кроме того, катушка 6. конденсаторы 8 и 9 для первых элементов 3, катушка 7 для вторых элементов 5 совмещают е себе функции линий задержки, которые создают фазовый сдвиг, обратный по знаку фазовому сдвигу аттенюатора без введения компенсирующих элементов. Действительно, при минимальном ослаблении основная часть сигнала поступает с входа на выход аттенюатора по цепи: первый элемент 3, катушка 6 индуктивности, элемент 3. По мере увеличения резистивных сопротивлений первых элементов 3 сигнал с входа на выход поступает по цепи; резистор 4, второй элемент 5, схема задержки, (6, 7, 8 и 9), второй элемент

5, резистор 4. Индуктиености катушек 6 и 7, а также емкости конденсатпрое 8 и 9 выбирают обычно в 2-6 раэ больше паразитных индуктивностей и емкостеи элементов с управляемым сопротивлением, <то обеспечивает е итоге компенсацию изменения фазового сдвига, вносимого аттенюатором, в широкой полосе частот и вносимых ослаблений.

Формула изобретения

Управляемыи Г1-образный аттенюатор, содержащий входное и выходное Г-образные звенья, е продольном плече каждого из которых включен первый элемент с управляемым сопротивлением, а е поперечном последова<ельно соединенные резистор и второй элемент с управляемым сопротивлением, другой вывод которого соединен с общей шиной, отл ича ю щийс я тем,что, с целью улучшения согласования и уменьшения зависимости фазового сдвига от вносимого ослабления в диапазоне частот, между Г-образными звеньями и между отводами Г-образных звеньев включены соответственно катушки индуктивности, а между выводами катушек индуктивности перекрестно включены соответствующие конденсаторы.

Составитель В.Черных

Редактор В.Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор М.Пожо

Заказ 283 Тираж 442 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101