CS206573B1 - Zapojení směšovače s potlačením intermodulačních a vyšších harmonických produktů - Google Patents

Description

Vynález se týká zapojení směčovače s potlačením intermodulačních a vyšších harmonických produktů s nejméně jedním symetrickým přizpůsobovacím transformátorem s paralelní kompensační kapacitou.

S rostoucím rozvojem radiotechniky se dostávají do popředí všeobecného zájmu určité kvalitativní parametry veškerých radiových zařízení. Jedním z důležitých parametrů těchto zařízení je například potlačení intermodulačního rušení na straně přijímačů a potlačení vyšších harmonických produktů základní budící frekvence na straně vysílačů. Oba uvedené parametry jsou podstatnou měrou závislé na vlastnostech použitých směšovačů. Jejich optimální činnost je však volena kompromisem mezi dalšími hledisky, jako je dosažení minimálního šumu, maximální strmost žádaného signálu, potlačení nelineárních produktů atd. Proto bývá obtížné zajistit u směšovačů dobré vlastnosti ve všech kvalitativních parametrech.

Tyto obtíže jsou způsobeny tou skutečností, že požadovaná směšovací strmost i nežádané lineární produkty vznikají na téže přenosové charakteristice použitých nelineárních prvků ve směšovači, jakými jsou například polovodičové diody, tranzistory atp. Snahou techniků je proto snížit vznik všech nežádoucích produktů u směšovačů na nejmenší možnou míru. Za tím účelem bylo vyvinuto několik základních typů směšovačů, z nichž největšího významu zaznamenaly symetrické směšovače a kruhové modulátory v různých zapojeních. Známá zapojení symetrických směšovačů jsou ve speciálních zařízeních s extrémními požadavky na potlačení nelineárních produktů a ve zvláštních obvodech například vysíláčových modulátorů, nepoužitelná pro jejich malé potlačení nežádoucích vyšších harmonických produktů.

U symetrických směšovačů a kruhových modulátorů však není snadné dosáhnout vyhovujících technických parametrů zvláště v potlačení intermodulačních produktů třetího řádu. Ty206573 to obtíže jsou způsobeny nedokonalou obvodovou symetrií jak ve vstupním, tak také ve výstupním obvodu směšovaée či kruhového modulátoru,a to zvláště na relativně vysokých kmitočtech a v důsledku nestejného stupně nelinearity v pracovním bodě použitých aktivních či pasivních prvků. Toto je podstatný nedostatek všech dosud známých zapojeni směšovačů, který je odstraněn v plném rozsahu zapojením podle vynálezu.

Předmět vynálezu je zapojeni směšovače s potlačením intermodulačních a vyšěích harmonických produktů s nejméně dvěma symetricky uspořádanými nelineárními prvky vyznačené tím, že alespoň na výstupní straně těchto nelineárních prvků je zapojen přizpůsobovací transformátor s paralelně připojenou kompensační kapacitou.

Zapogení podle vynálezu bude dále popsáno podle připojených vyobrazení, kde obr. 1 představuje příklad zapojení podle vynálezu s přizpůsobovacími transformátory a kompensačními kapacitami a dvěma nelineárními prvky, obr. 2 představuje příklad zapojení podle vynálezu s přizpůsobovacími transformátory a kompensačními kapacitami se čtyřmi nelineárními prvky kruhového modulátoru, obr. 3 představuje přiklad zapojení podle vynálezu s přizpůsobovacími transformátory a s kompensačními kapacitami a s proměnnými odpory k nastavení minimálních intermodulačních produktů.

Na obr. 1 je příklad zapojení symetrického směšovače podle vynálezu se dvěma nelineárními prvky N,, N2, kde·ve vstupní části podle vynálezu je zapojen první přizpůsobovací transformátor T, a na výstupu druhý přizpůsobovací transformátor Tg s kompensační kapacitou Cy. Přizpůsobovací transformátory T,, .Tg jsou za normálních podmínek bez kompensační kapacity Gjj. širokopásmové transformátory převádějící nesymetrickou impedanci na symetrickou impedanci. Kompensační kapacita Cjj. může být zapojena k symetrické či nesymetrické straně druhého přizpůsobovacího transformátoru Tg, může být též proměnná a zvolena vždy tak, aby s parazitní indukčností druhého přizpůsobovacího transformátoru T2 resonovala na zvoleném, například mezifrekvenčním kmitoč.tu fg, Na výstupní straně směšovače je dále připojen paralelní či sériový odpor fip, kterým lze dosáhnout jednak optimálního přizpůsobení symetrického směšovače na zátěž Z.,jednak omezit vliv kolísání výstupní impedance směšovače při velkých změnách vstupního signálu fj případně při změnách teploty okolí. Tímto uspořádáním je zachován konstantní přenos v nejčastěji za směěovačem následujícím krystalovém filtru, takže jsou zlepšeny intermodulační odolnosti daného zařízeni.

Na obr, 2 je příklad symetrického směšovače se čtyřmi nelineárními prvky N^, Ng, N3,

N4 podle vynálezu, kde k symetrickým přizpůsobovacím transformátorům T^, Tg jsou zapojeny kompensační kapacity Cj;.,, £>^2 rozdělené na vstupní a výstupní stranu přizpůsobovacích transformátorů.

Na obr. 3 je příklad zapojení symetrického směšovače podle vynálezu se dvěma nelineárními prvky N,, Ng, který obsahuje první přizpůsobovací transformátor T, s impedančním převodem 1:4a druhý přizpůsobovací transformátor Tg s impedančním převodem 1:1. Paralelně k druhému přizpůsobovacímu transformátoru Tg jsou připojeny kompensační kapacity C_k, C_kl, Cjj-g. Dílčí kompensační kapacity , C^g plní současně funkci impedančního děliče směrem k zátěži Z směšovače. Kompensační kapacita jakož i druhý přizpůsobovací transformátor Tg mohou být podle vhodnosti též laditelné.

Ve vstupní části nelineárního prvku N, je dále prvý proměnný odpor P,, který ovládá nastavení pracovního bodu tohoto nelineárního prvku a uprostřed spojení nelineárních prvků Np Ng a zemním spojem je druhý proměnný odpor Pg, kterým lze ovládat stupeň nelinearity obou nelineárních prvků. Součinností obou proměnných odporů P^, Pg lze dosáhnout podle vynálezu jednak ideálního nastavení podmínky pro minimální intermodulační rušení u každého z obou nelineárních prvků N,, Ng, jednak dokonalé symetrie obou nelineárních prvků v obvodu symetrického směšovače, což ve spojení s druhým přizpůsobovacím transformátorem Tg s kompensační kapacitou podává výrazný technický účinek v relativně velkém potlačení intermodu3 lačních a vyšších harmonických produktů, symetrického směšovače. Tohoto účinku je mimo jiné dosaženo tím, že rušivá induktivní složka přizpůsobovacího transformátoru T₂, narušující symetrii transformace, je pomocí kompensuční kapacity Cjj- eliminována například při současném využití pro naladění na žádaný mezifrekvenční kmitočet. Tím je dosaženo optimální symetrie přenosu vysokofrekvenčních signálů a to s jednoduchým obvodovým uspořádáním, což je zvláště výhodné při sériové výrobě, nebol nevyžaduje jinak pracného vyvažovacího a nastavovacího postupu.

Například u přijímacího zařízení, u kterého byla naměřena hodnota intermodulačního odstupu cca 60 db, se symetrickým směšovačem podle známého zapojení, zlepšila se hodnota intermodulačního odstupu na cca 75 db při použití symetrického směšovače podle vynálezu.

Claims (5)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Zapojení směšovače s potlačením intermoduiačních a vyšších harmonických produktů s nejméně dvěma symetricky uspořádanými nelineárními prvky, vyznačené tím, že alespoň na výstupní ýj trůně těchto nelineárních prvků (N,, N₂) je zapojen přizpůsobovací transformátor (Tg) s paralelně připojenou kompensační kapacitou (¾).
2. 2. Zapojení podle bodu 1 vyznačené tím, že kompensační kapacita (¾) je tvořena dílčími kapacitami (C^j, ^Ck2^·
3. 3. Zapojení podle bodu 1, 2 vyznačené tím, že mezi výstupní nesymetrickou stranu přizpůsobovacího transformátoru (T₂) a zátěž (Z) směšovače je zapojen paralelní, případně sériový přizpůsobovací odpor (R_p).
4. 4. Zapojení podle bodu 1 až 3 vyznačené tím, že na vstupu jednoho z nelineárních prvků (Np Ng) je zapojen proměnný odpor (Pp s paralelní kapacitou (Cp).
5. 5. Zapojení podle bodu 1 až 3 vyznačené tím, že mezi střed spojení nelineárních prvků (Np Ng) a zemní spoj je připojen proměnný odpor (Pg).

   2 listy výkresů