Транзисторный преобразователь частоты

 

«««, 657583

Сокэз Советских

Социалист««ческих

Рес убп««н

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДВТВЙЬСТВУ (6)) Дополнительное к авт. сана-ву (22) Заявлено 16.09.76 (21) 2405007/18-09 с присоединениеи заявки № (23) ПриоритетОпублнковано15.04.79рюллетень № 14

Дата опубликования описания 18.04.79 (51) М. Кл.

Н 03 Э 7/12

Гесуаарстввнкык квнктвт

СССР в,млви кэобрвтвнкк

sI вткрв«тки (53) УДК 621.372. .542.2(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Г. Анучин и Л. H Новиков (71) Заявитель (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к радиотехнике

«т может быть использовано в радиотехнических устройствах различного назначения.

Известен транзисторный преобраэова» тель частоты, содержащий дифференциальный каскад с транзистором динамической нагрузки в коллекторной цепи транзистора первого плеча и общим генератором эмиттерного тока, нелинейную нагрузку, включенную в коллекторную цепь транзистора второго плеча дифференциально» го каскада, и делитель напряжения источника питания, отводы которого соединены соответственно с базой транзистора первого плеча дифференциального каскада и тs базой транзистора генератора эмиттерно»го тока, являющиеся входами преобразователя частоты, при этом коллектор транзистора.второго плеча дифференциального каскада соединен с базой транзистора динамической нагрузки, эмиттер которого подключен к шине источника питания (1).

Однако в известном устройстве уровень частотных составляющих входных сигналов в спектре выходного сигнала слишком высок.

Целью изобретения является уменьшение уровня частотных составляющих входных сигналов в спектре выходного сигнала.

Для этого в транзисторный преобразователь частоты, содержащий дифферен» циальный каскад с транзистором динамической нагрузки в коллекторной цепи транзистора первого плеча и «Йшим генератором эмиттерного тока, нелинейную нагрузку, включенную в коллекторную цепь транзистора второго плеча дифференциаль ного каскада, и делитель напряжения источника питания, отводы которого соединены соответственно с базой транзистора первого плеча дифференциального каскада и базой транзистора генератора эмиттерного тока, являющимися входами преобразователя частоты, при этом коллектор транзистора второго плеча дифференциаль ного каскада соединен с базой транзистора динамической нагрузки, эмиттер кото657583 рого подключен к шине источника питания, введены дополнительный транзистор и интегрирующая КС-цепь, вход которой подключен к коллектору транзистора динамической нагрузки, а выход - к базе допол- % кительного транзистора, при этом коллектор дополнительного транзистора соединен с базой транзистора второго плеча дифференциального каскада, а эмиттер - с соответствующим отводом делителя напряжения !6 источника питания.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема. устройства.

Транзисторный преобразователь частоты содержит дифференциальный каскад

Н8 транзисторах 1 и 2, транзистор 3 динамической нагрузки, генератор 4 эмиттерного тока, нелинейную нагрузку 5 на транзисторе, делитель 6 напряжения источника питания, собранный на резисторах, дополнительный транзистор 7 и интегрирующую КС-цепь 8.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение сигнала подводится к вхо ду "Вход 1, напряжение гетеродина к "Входу 2", а с "Выхода" снимается напряжение колебаний преобразованной разностной частоты, которая значительЗО но меньше частот гетеродина и сигнала.

Под воздействием напряжения гетеродина в коплекторной цепи транзистора генератора 4 эмиттерного тока будут протекать униполярные симметричные импульсы то11

35 ка. При отсутствии сигнала на Входе 1 равенство напряжений постоянного тока на базах транзисторов 1 и 2 и их иден тичности в коллекторных цепях последних будут протекать равные по амплитуде и форме импульсы тока. При этом импульсы тока транзистора 2 протекают через нагрузку, подключенную к "Выходу", а транзистора 1 - через нелинейную нагрузку

5, которая искажает форму импульса таким образом, что напряжение этого импульса, будучи приложенным к базе транзистора 3, вызывает импульсный ток в коллекторной"цепи последнего, равный по амплитуде и форме току транзистора 1, а следовательно, и; транзистора 2. Импульсы коллекторного тока транзистора 3 также протекают через нагрузку, но в противоположном направлении по отношению к импульсам коллекторного тока транзистора 2, в результате чего происходит взаимная компенсация этих токов, аспедовательно, и напряжений на нагрузке. Последнее означает, что в нагрузке будет отсутствовать напряжение гетеродина и

erî гармоник, т. е. преобразователь оказывается сбалансированным по напряжению гетеродина.

Протекание импульсов коллекторного тока через транзисторы 2 и 3 обеспечивается при таком коллекторном напряжейии, при котором ни один из транзисторов

2 и 3 не заходит в режим насыщения. По величине это напряжение должно быть равно среднему напряжению между напряжениями на эмиттерах транзисторов 2 и 3. Если нагрузка будет пропускать только переменную .составляющую тока, то при раВенстве импульсов коллекторного тока транзисторов 2 и 3 и равенстве сопротивлений их коллекторных целей это постоянное напряжение будет поддерживаться без посторонних воздействий. Однако такой случай является идеальным. Практически без посторонних воздействий невозможно добиться сохранения равенства импульсов коллекторного тока транзисторов 2 и 3, а это приводит к разбалансировке преобразователя.

Роль постороннего воздействия, направленного на автоматическое поддержа йие баластировки в течение неограниченно длительного времени, выполняет транзистор 7. Работа его сводится к следующему.

При нарушении равенства импульсов,коллекторного тока транзисторов 2 и 3 постоянное напряжение на коллекторах этих транзисторов, которое подается на базу транзистора 7, на эмиттер которого подано напряжение с делителя напряжения

6, равное среднему напряжению, вызывает изменение амплитуды импульса коллекторного тока транзистора 1 настолько, насколько это необходимо, чтобь произошла компенсация (балансировка) имйульсов в нагрузке.

Благодаря тому, что постоянная времени интегрирующей ЙС-цепи 8 намного превышает период колебаний раэностной частоты, компенсационная часть (балансировка) будет реагировать только на медленные изменения параметров.

Если на «Вход 1" подать напряжение сигнала, то оно, будучи приложенным к базе транзистора 2, будет вызывать периодическую разбалансировку импульсов коллекторного тока транзисторов 2 и 3, в результате чего в нагрузке появятся импульсы тока, огибающая амплитуда которых будет периодически изменяться с разностной частотой. Такую последовательность импульсов тока в нагрузке можно

657583 алых

1111ИИ11И Заказ 1822/56 Тираж 1059 Подписное

Филиал llllll Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 представить как сумму токов разностной частоты и гармоник сигнала. Формула изобретения 5

Транзисторный преобразователь частоты, содержащий дифференциальный каскад с транзистором динамической нагрузки в коллекторной цепи транзистора первого плеча и общим генератором эмиттерного тока, нелинейную нагрузку, включенную в коллекторную цепь транзистора второго плеча дифференциального каскада, и делитель напряжения источника питания, от- И воды которого соединены соответственно с базой транзистора первого плеча дифференциального каскада и базой транзистора генератора эмиттерного тока, являющимися входами преобразователя частоты, при этом коллектор транзистора второго плеча дифференциального каскада соединен с базой транзистора динамической нагрузки, эмиттер которого подключен к шине источника питания, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью уменьшения уровня частотных составляющих входных сигналов в спектре выходного сигнала, в него введены дополнительный транзистор и интегрирующая ЯС-цепь, Вход которой подключен к коллектору транзистора динамической нагрузки, а выход - к базе дополнительного транзис» гора, при этом коллектор дополнительного транзистора соединен с базой транзистора второго плеча дифференциального каскада, а эмиттер - с соответствующим отводом делителя напряжения источника питания

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Грем Дж. Проектирование и применение операционных усилителей, M., "Мир", 1974, с. 60..