Ключевой преобразователь частоты

 

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат заключается в повышении коэффициента передачи по мощности ключевого преобразователя частоты. Ключевой преобразователь частоты, содержащий преобразовательный элемент, согласующие цепи, подключенные ко входу и выходу преобразовательного элемента, и гетеродин, отличающийся тем, что в цепь между преобразовательным элементом и гетеродином введен формирователь импульсов с регулируемой скважностью, при этом на гетеродинный вход преобразовательного элемента поступают импульсы напряжения со скважностью, равной примерно четырем, т.е. где Т_г - период колебаний напряжения гетеродина; t_и - длительность импульса напряжения, соответствующего полуволне напряжения гетеродина. 4 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиоприемниках с повышенными требованиями по чувствительности и динамическому диапазону по интермодуляции.

Известны ключевые преобразователи частоты [1]. В этих преобразователях диоды или транзисторы, входящие в преобразовательный элемент работают в ключевых режимах благодаря напряжению гетеродина вида меандра, с крутыми фронтами [1]. Скважность импульсов меандра равна двум [2]. Чувствительность радиоприемника зависит и от коэффициента передачи по мощности преобразователя частоты. В работе [1] сказано, что предельное значение коэффициента передачи по мощности равно примерно 0,4.

Задачей настоящего изобретения является повышение коэффициента передачи по мощности ключевого преобразователя частоты.

Сущность изобретения заключается в том, что в ключевой преобразователь частоты, содержащий преобразовательный элемент, согласующие цепи, подключенные ко входу и выходу преобразовательного элемента, и гетеродин, в цепь между преобразовательным элементом и гетеродином введен формирователь импульсов с регулируемой скважностью, при этом на гетеродинный вход преобразовательного элемента поступают импульсы напряжения со скважностью, равной примерно четырем. В результате проведенных экспериментальных исследований установлено, что при таком значении скважности коэффициент передачи по мощности достигает максимального значения и значительно превышает известное предельное значение 0,4.

На фиг.1 изображена схема предложенного ключевого преобразователя частоты, который содержит преобразовательный элемент 1, согласующие цепи 2 и 3, гетеродин 4 и формирователь 5 импульсов с регулируемой скважностью - ФС. Формирователь имеет входной вывод 6 и выходной вывод 7. Формирователь 5 в своей основе может представлять селектор импульсов амплитудный [2] или компаратор [3], схема с которым приведена на фиг.2. В формирователь 5 входят выпрямитель 8, детектирующая цепь с диодом 9, конденсатором 10 и потенциометром 11, компаратор 12 и ключ 13.

Работает ключевой преобразователь частоты следующим образом. Напряжение гетеродина u₆, фиг.3, подается на входной вывод 6 формирователя 5. С вывода 7 формирователя импульсы напряжения с заданной скважностью u₇, фиг.3, поступают на гетеродинный вход преобразовательного элемента 1.

Формирование импульсов напряжения в формирователе на основе компаратора, фиг.2, заключается в следующем. Напряжение гетеродина выпрямляется выпрямителем 8, т.е. преобразуется в однополярное u₈, фиг.3. Это напряжение прикладывается к диоду 9 и верхнему входному выводу 14 компаратора 12. На конденсаторе 10 постоянное напряжение равно амплитудному значению выпрямленного напряжения. Потенциометром 11 регулируется уровень напряжения, подаваемого на нижний входной вывод 15 компаратора. Когда напряжение на выводе 14 станет больше, чем на выводе 15, на выходе 16 компаратора и на входе ключа 13 возникает импульс u₁₆, фиг.3. Ключ открывается и напряжение гетеродина поступает на гетеродинный вход преобразовательного элемента в течение времени, пока открыт ключ. При напряжении на выводе 15 компаратора, равном 0,7 от амплитудного значения на выводе 14, скважность импульсов равна 4. На фиг.4 приведен график зависимости коэффициента передачи от скважности, полученный экспериментально. Максимальное значение коэффициента передачи равно примерно 0,52.

Источники информации

1. Богданович Б.М. Радиоприемные устройства с большим динамическим диапазоном. - М.: Радио и связь, 1984. – 176 с.

2. Ерофеев Ю.Н. Основы импульсной техники. - М.: Высш. школа, 1979. – 383 с.

3. Матханов П.Н. Основы анализа электрических цепей. Нелинейные цепи. - М.: Высш. школа, 1986. –352 с.

Формула изобретения

Ключевой преобразователь частоты, содержащий преобразовательный элемент, согласующие цепи, подключенные ко входу и выходу преобразовательного элемента, и гетеродин, отличающийся тем, что в цепь между преобразовательным элементом и гетеродином введен формирователь импульсов с регулируемой скважностью, при этом на гетеродинный вход преобразовательного элемента поступают импульсы напряжения со скважностью, равной примерно четырем, т.е. Т_г/t_и≈ 4, где Т_г - период колебаний напряжения гетеродина; t_и - длительность импульса напряжения, соответствующего полуволне напряжения гетеродина.

РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4