RU2032980C1 - Frequency converter - Google Patents

Frequency converter Download PDF

Info

Publication number
RU2032980C1
RU2032980C1 SU4926614A RU2032980C1 RU 2032980 C1 RU2032980 C1 RU 2032980C1 SU 4926614 A SU4926614 A SU 4926614A RU 2032980 C1 RU2032980 C1 RU 2032980C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
capacitor
transistor
circuit
input
resistor
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Павлович Тулункин
Original Assignee
Георгий Павлович Тулункин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Георгий Павлович Тулункин filed Critical Георгий Павлович Тулункин
Priority to SU4926614 priority Critical patent/RU2032980C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2032980C1 publication Critical patent/RU2032980C1/en

Links

Abstract

FIELD: radio broadcasting equipment. SUBSTANCE: frequency converter has input circuit 1, inductance coil 2 of heterodyne circuit, transistor 3, first and second capacitors 4,5, resistor 6, power supply source 7. First input 9 of converter to connect aerial is linked to first leads-out of input circuit 1 and first capacitor 4, second lead-out of first capacitor 4 is coupled to base of transistor 3 and to first lead-out of inductance coil 2 of heterodyne circuit which second lead-out is connected to collector of transistor 3 and to first leads-out of second capacitor 5 and resistor 6. Second lead-out of resistor 6 is coupled through power supply source 7 to second lead-out of second capacitor 5, emitter of transistor 3, second lead- out of input circuit 1 and second input 10 of converter to connect aerial. Inductance coil 2, first and second capacitors 4,5, form heterodyne circuit 8. EFFECT: simplified design, reduced power consumption. 1 dwg

Description

Изобретение относится к конструированию и производству радиовещательной аппаратуры, а именно, к устройствам для преобразования частот с одного радиовещательного ультракоротковолнового (УКВ) диапазона в другой. The invention relates to the design and manufacture of broadcasting equipment, namely, devices for converting frequencies from one broadcasting ultrashort-wave (VHF) band to another.

Известно устройство, преобразующее частоты диапазона УКВ, принятого в России, в частоты диапазона УКВ западноевропейского стандарта (конвертер для УКВ ЧМ приемника), содержащее входной контур, усилитель, гетеродин, балансный смеситель. Данное устройство требует применения источников питания с достаточно высоким напряжением, потребляет значительную мощность от источника питания, а также имеет неудовлетворительные массогабаритные характеристики. A device is known that converts the frequency of the VHF band, adopted in Russia, to the frequency of the VHF band of the West European standard (converter for VHF FM receiver), containing an input circuit, amplifier, local oscillator, balanced mixer. This device requires the use of power sources with a sufficiently high voltage, consumes significant power from the power source, and also has unsatisfactory weight and size characteristics.

Из известных технических решений наиболее близким устройством, принятым за прототип, является преобразователь частоты (УКВ конвертер), содержащий входной контур, подключенный к антенне, входной усилитель, гетеродин и смеситель, выполненные на транзисторах. Of the known technical solutions, the closest device adopted for the prototype is a frequency converter (VHF converter) containing an input circuit connected to an antenna, an input amplifier, a local oscillator and a mixer made on transistors.

Данное устройство осуществляет преобразование частот диапазона УКВ, принятого в России, в частоты диапазона УКВ, принятого в западноевропейских странах, путем суммирования частоты входного сигнала с частотой гетеродина в смесительном каскаде. This device converts the frequency of the VHF band, adopted in Russia, to the frequency of the VHF band, adopted in Western European countries, by summing the frequency of the input signal with the local oscillator frequency in the mixing stage.

К недостаткам прототипа относится достаточно большая потребляемая мощность, неудовлетворительные массо-габаритные характеристики, связанные с большим количеством используемых различных элементов в схеме конвертера, а также значительный уровень собственных шумов. The disadvantages of the prototype include a sufficiently large power consumption, unsatisfactory mass and dimensional characteristics associated with a large number of different elements used in the converter circuit, as well as a significant level of intrinsic noise.

Целью изобретения является снижение потребляемой мощности и улучшение массогабаритных характеристик. The aim of the invention is to reduce power consumption and improve overall dimensions.

Для достижения цели в преобразователе частоты, содержащем входной контур, катушку индуктивности гетеродинного контура, транзистор, первый и второй конденсаторы, резистор и источник питания, при этом первый вход устройства для подключения антенны соединен с первыми выводами входного контура и первого конденсатора, второй вывод первого конденсатора соединен с базой транзистора и первым выводом катушки индуктивности гетеродинного контура, второй вывод которой соединен с коллектором транзистора и первыми выводами второго конденсатора и резистора, второй вывод резистора через источник питания соединен со вторым выводом второго конденсатора, эмиттером транзистора, вторым выводом входного контура и вторым входом устройства для подключения антенны, при этом катушка индуктивности и первый и второй конденсаторы образуют гетеродинный контур. To achieve the goal in a frequency converter containing an input circuit, a local oscillator inductor, a transistor, first and second capacitors, a resistor and a power source, the first input of the antenna connecting device is connected to the first terminals of the input circuit and the first capacitor, the second terminal of the first capacitor connected to the base of the transistor and the first terminal of the inductor of the local oscillator circuit, the second terminal of which is connected to the collector of the transistor and the first terminals of the second capacitor and resistor, the second output of the resistor through a power source is connected to the second output of the second capacitor, the emitter of the transistor, the second output of the input circuit and the second input of the device for connecting the antenna, while the inductor and the first and second capacitors form a heterodyne circuit.

При проведении поиска по источникам патентной информации и научно-технической литературы автором не обнаружены технические решения, содержащие отличительные признаки предложенного устройства, проявляющие аналогичные свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного устройства критерию изобретения "существенные отличия". When conducting a search by sources of patent information and scientific and technical literature, the author did not find technical solutions containing the distinctive features of the proposed device, exhibiting similar properties, which allows us to conclude that the proposed device meets the criteria of the invention "significant differences".

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. The drawing shows a diagram of the proposed device.

Преобразователь частоты содержит: входной контур 1, катушку 2 индуктивности, транзистор 3, первый конденсатор 4, второй конденсатор 5, резистор 6, источник 7 питания, гетеродинный контур 8, первый 9 и второй 10 входы устройства для подключения антенны. The frequency converter contains: input circuit 1, inductor 2, transistor 3, first capacitor 4, second capacitor 5, resistor 6, power supply 7, heterodyne circuit 8, first 9 and second 10 inputs of the device for connecting the antenna.

При этом первый вывод входного контура 1 соединен с первым входом 9 устройства для подключения антенны и с первым выводом первого конденсатора 4, второй вывод первого конденсатора 4 соединен с первым выводом катушки 2 индуктивности и с базой транзистора 3, второй вывод катушки 2 индуктивности соединен с первыми выводами второго конденсатора 5 и резистора 6, второй вывод резистора 6 соединен через источник 7 питания со вторым выводом второго конденсатора 5, а также с эмиттером транзистора 3, вторым выводом входного контура 1 и вторым входом 10 устройства для подключения антенны, при этом катушка 2 индуктивности, первый 4 и второй 5 конденсаторы образуют гетеродинный контур 8. In this case, the first output of the input circuit 1 is connected to the first input 9 of the device for connecting the antenna and to the first output of the first capacitor 4, the second output of the first capacitor 4 is connected to the first output of the inductor 2 and the base of the transistor 3, the second output of the inductor 2 is connected to the first the terminals of the second capacitor 5 and resistor 6, the second terminal of the resistor 6 is connected through a power source 7 to the second terminal of the second capacitor 5, as well as to the emitter of the transistor 3, the second terminal of the input circuit 1 and the second input 10 of the device Properties for connecting the antenna, while the inductor 2, the first 4 and second 5 capacitors form a heterodyne circuit 8.

Устройство работает следующим образом. Сигналы частот, подлежащие преобразованию в частоты диапазона, имеющегося в импортных УКВ приемниках, поступают с первого 9 и второго 10 входов устройства для подключения антенны на вывод входного контура соответственно через первый конденсатор 4 с первого входа 9 для подключения антенны на базу транзистора 3, а со второго входа 10 для подключения антенны на эмиттер транзистора 3. Транзистор 3, первый конденсатор 4, катушка индуктивности 2 гетеродинного контура 8 и второй конденсатор 5 образуют схему генератора (гетеродина), близкую к емкостной трехточке. При этом выполняются условия L1 > L, где L1 индуктивность катушки индуктивности 2 гетеродинного контура 8, а L индуктивность катушки индуктивности входного контура 1. За счет гальванической связи коллектор база транзистора 3 через катушку индуктивности 2 гетеродинного контура 8 транзистор 3 по постоянному току находится в диодном включении. Эмиттерный диод транзистора 3 периодически с частотой гетеродина Fг, определяемой элементами 2, 4, 5, переключается из закрытого в открытое состояние. В результате принятой антенной сигнал F1, поступающий на входы 9, 10 для подключения антенны, шунтируется с частотой Fг, благодаря чему в нелинейной цепи антенны эмиттерный переход входная цепь радиоприемного устройства (РПУ) появляются комбинационные составляющие с частотами Fк mF1± nFг, из которых преселектор РПУ выделяет полезную составляющую суммарной частоты Fк1 F1 + Fг, отфильтровывая все остальные сигналы. Резистор 6 ограничивает ток коллектора до величины порядка 0,3 мА. Конкретно, диапазон 66-73 МГц переносится в частотный интервал 92-99 МГц путем добавления сигнала гетеродина с частотой 26 МГц.The device operates as follows. Frequency signals to be converted into the frequencies of the range available in imported VHF receivers come from the first 9 and second 10 inputs of the device for connecting the antenna to the output circuit, respectively, through the first capacitor 4 from the first input 9 for connecting the antenna to the base of transistor 3, and with the second input 10 for connecting the antenna to the emitter of the transistor 3. The transistor 3, the first capacitor 4, the inductor 2 of the local oscillator circuit 8 and the second capacitor 5 form a generator circuit (local oscillator) close to the capacitive three point. In this case, the conditions L1> L are satisfied, where L1 is the inductance of the inductor 2 of the heterodyne circuit 8, and L is the inductance of the inductor of the input circuit 1. Due to galvanic coupling, the collector base of the transistor 3 through the inductor 2 of the heterodyne circuit 8 transistor 3 is in the diode inclusion. The emitter diode of the transistor 3 periodically with a local oscillator frequency F g determined by elements 2, 4, 5, switches from closed to open state. As a result of the received antenna, the signal F 1 arriving at the inputs 9, 10 for connecting the antenna is bridged with a frequency of F g , due to which combinational components with frequencies F to mF 1 ± nF appear in the nonlinear antenna circuit of the emitter junction g , of which the RPU preselector selects the useful component of the total frequency Fc 1 F 1 + F g , filtering out all the other signals. Resistor 6 limits the collector current to a value of the order of 0.3 mA. Specifically, the range 66-73 MHz is transferred to the frequency interval 92-99 MHz by adding a local oscillator signal with a frequency of 26 MHz.

Ввиду предельно высокой чувствительности РПУ в УКВ-диапазоне (1-5 мкВ), от преобразователя требуется иметь коэффициент передачи по напряжению порядка единицы, поэтому диодный преобразователь здесь функционально оправдан в силу своих известных достоинств. С учетом параметрического эффекта некоторой регенерации входного контура со стороны контура гетеродина (L << L1) коэффициент передачи устройства находится в пределах 0,7-1,5, что вполне приемлемо.Due to the extremely high sensitivity of the RPU in the VHF range (1-5 μV), the converter is required to have a voltage transfer coefficient of the order of unity, so the diode converter is functionally justified here because of its well-known advantages. Given the parametric effect of some regeneration of the input circuit on the side of the local oscillator circuit (L << L 1 ), the transmission coefficient of the device is in the range of 0.7-1.5, which is quite acceptable.

П р и м е р реализации. Примем конкретные данные УКВ-диапазон СЭВ: 65,8-73 МГц, F

Figure 00000002
≈69 МГц диапазон U -Гм; 88-108 МГц, выберем F
Figure 00000003
95 МГц, частота Fг F
Figure 00000004
F
Figure 00000005
26 МГц (при таком выборе частот наблюдается практически минимальное количество паразитных каналов приема).PRI me R implementation. Let's take specific data. VHF band of CMEA: 65.8-73 MHz, F
Figure 00000002
≈69 MHz band U-GM; 88-108 MHz, choose F
Figure 00000003
95 MHz, frequency F g F
Figure 00000004
F
Figure 00000005
26 MHz (with this choice of frequencies, there is an almost minimal number of spurious reception channels).

Полоса резонансного входного LC-контура
Δ F 73-66 7 МГц, его центральная частота
F

Figure 00000006
≃ 70 МГц его нагруженная добротность
Qн=
Figure 00000007
≃ 10 Индуктивность этого контура
L
Figure 00000008
≃ 0,15 МкГн где CΣ См + Сбэ + Сант + С суммарная емкость, емкость монтажа, емкость база-эмиттер, емкость антенны, емкость контура. Принимаем См 5 пф, Сбэ 10пф, Сант 6 пф, С 6,2 пф.Resonant Input LC Circuit Band
Δ F 73-66 7 MHz, its center frequency
F
Figure 00000006
≃ 70 MHz its loaded Q factor
Q n =
Figure 00000007
≃ 10 Inductance of this circuit
L
Figure 00000008
≃ 0.15 MkHn where C Σ С m + С бе + С ant + C total capacity, mounting capacity, base-emitter capacity, antenna capacity, loop capacity. We accept C m 5 pF, C BE 10 pF , C ant 6 pF, C 6.2 pF.

Эквивалентная емкость контура гетеродина принята равной
Cэкв

Figure 00000009
+ CКБ≃ 40 пф где С1 С2 75 пф, Скб ≈3пф.The equivalent capacitance of the local oscillator circuit is taken equal to
C equiv
Figure 00000009
+ C KB ≃ 40 pF where C1 C2 75 pF, C KB ≈ 3 pF.

Расчетная величина индуктивности L1
L1

Figure 00000010
Figure 00000011
1 мкГн ≫ L что хорошо согласуется с введенным ранее ограничением.The calculated value of the inductance L1
L1
Figure 00000010
Figure 00000011
1 μH ≫ L, which is in good agreement with the previously introduced restriction.

Затем ток в рабочей точке I 0,3 мА, Uбэ 0,6 В при питании от одного гальванического элемента с Un 1,5 В, резистор равен
R

Figure 00000012
≈ 3 кОм что совпадает с ранее приведенной оценкой из условия экономичности.Then the current at the operating point I 0.3 mA, U BE 0.6 V when powered by one galvanic cell with U n 1.5 V, the resistor is
R
Figure 00000012
≈ 3 kΩ, which coincides with the previously given estimate from the condition of economy.

Ресурс непрерывной работы одного элемента А343 (емкость при малых разрядных токах А 2 А.ч) при среднем потребля-
емом токе Icp=

Figure 00000013
0,225мА (учитываем разряд элемента со снижением тока вдвое)
tраб=
Figure 00000014
≃ 9000 час т.е. один элемент обеспечивает продолжительность непрерывной работы преобразователя свыше года.The resource of continuous operation of one element A343 (capacity at small discharge currents A 2 A.h) with an average consumption of
current I cp =
Figure 00000013
0.225mA (we take into account the discharge of the element with a decrease in current by half)
t slave =
Figure 00000014
≃ 9000 hour i.e. one element ensures the duration of continuous operation of the converter over a year.

Низкое напряжение питания и малые рабочие токи обеспечивают совместно с фильтрующим действием параллельного LC-контура, сильно расстроенного относительно низкой частоты гетеродина, малый уровень побочных сигналов устройства, не превышающий нескольких милливольт в диапазоне 25-100 МГц. Этот уровень излучения ниже, чем у типовых УКВ-блоков, имеющих напряжение гетеродина 4-6 В, несмотря на наличие в последних каскадов УВЧ, уменьшающих просачивание сигналов в антенну (мощность излучения пропорциональна квадрату напряжения). The low supply voltage and low operating currents provide, together with the filtering effect of the parallel LC circuit, which is very frustrated by the relatively low frequency of the local oscillator, a low level of side signals of the device, not exceeding several millivolts in the range of 25-100 MHz. This radiation level is lower than that of typical VHF units having a local oscillator voltage of 4-6 V, despite the presence of UHF in the last stages, which reduce the leakage of signals into the antenna (the radiation power is proportional to the square of the voltage).

1. Преобразователь расширяет функциональные и вместе с тем потребительские возможности широкого класса радиоаппаратуры зарубежного производства, фактически "внедряя" в нее УКВ-диапазон вещания с Mi-Fi качеством. Кроме того, устройство возможно использовать в качестве дистанционного ретранслятора, работающего вблизи основного РПУ. 1. The converter expands the functional and at the same time consumer capabilities of a wide class of foreign-made radio equipment, in fact "introducing" into it the VHF broadcast band with Mi-Fi quality. In addition, the device can be used as a remote repeater operating near the main RPU.

2. Оригинальное схемотехническое решение обеспечивает предельную простоту, надежность, экономичность и полную автономность работы преобразователя в течение года непрерывной работы от одного гальванического элемента типа А343 (А316). 2. The original circuitry solution provides the utmost simplicity, reliability, efficiency and complete autonomy of the converter during a year of continuous operation from one galvanic cell type A343 (A316).

3. Преобразователь реализуется в малых габаритах, прост в обращении (достаточно включить питание и присоединить ко входу основного РПУ), не содержит дефицитных элементов. 3. The converter is implemented in small dimensions, easy to use (just turn on the power and connect to the input of the main RPU), does not contain scarce elements.

4. Преобразователь не имеет промышленных аналогов в Росси и за рубежом. 4. The converter has no industrial analogues in Russia and abroad.

5. Промышленный выпуск преобразователя обеспечит значительный экономический эффект. Ввиду низкой себестоимости при высокой потребительской стоимости, изделие способно обеспечить рентабельность не менее 500% 5. The industrial production of the converter will provide a significant economic effect. Due to the low cost with high consumer value, the product is able to provide a profitability of at least 500%

Claims (1)

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий входной контур, катушку индуктивности гетеродинного контура, транзистор, первый и второй конденсаторы, резистор и источник питания, при этом первый вывод входного контура соединен с первым выводом первого конденсатора и является первым входом для подключения антенны, отличающийся тем, что, с целью упрощения и снижения потребляемой мощности, второй вывод первого конденсатора соединен с базой транзистора и первым выводом катушки индуктивности гетеродинного контура, второй вывод которой соединен с коллектором транзистора и первыми выводами второго конденсатора и резистора, второй вывод резистора через источник питания соединен с вторым выводом второго конденсатора, эмиттером транзистора и вторым выводом входного контура, который является вторым входом для подключения антенны, при этом катушка индуктивности и первый и второй конденсаторы образуют гетеродинный контур. A FREQUENCY CONVERTER comprising an input circuit, a local oscillator inductor, a transistor, a first and second capacitor, a resistor and a power source, wherein the first output of the input circuit is connected to the first output of the first capacitor and is the first input for connecting the antenna, characterized in that, with In order to simplify and reduce power consumption, the second output of the first capacitor is connected to the base of the transistor and the first output of the local oscillator inductance coil, the second output of which is connected to the the transistor’s lecturer and the first terminals of the second capacitor and resistor, the second resistor terminal is connected through a power source to the second terminal of the second capacitor, the emitter of the transistor and the second terminal of the input circuit, which is the second input for connecting the antenna, while the inductor and the first and second capacitors form a heterodyne circuit.
SU4926614 1991-04-24 1991-04-24 Frequency converter RU2032980C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4926614 RU2032980C1 (en) 1991-04-24 1991-04-24 Frequency converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4926614 RU2032980C1 (en) 1991-04-24 1991-04-24 Frequency converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2032980C1 true RU2032980C1 (en) 1995-04-10

Family

ID=21569259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4926614 RU2032980C1 (en) 1991-04-24 1991-04-24 Frequency converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2032980C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Журнал "Радио", 1990, N 12, с.61, рис.1. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE8801897L (en) MOBILE STATION EQUIPMENT CONTAINS A MOBILE RADIO PHONE SYSTEM
US5937340A (en) Integrated oscillator and radio telephone using such an oscillator
US5697069A (en) Transmit-receiver switch
JPS6347058Y2 (en)
EP1351385A2 (en) Compact lumped element dual highpass/lowpass balun layout
EP1049255A3 (en) Television receiver tuning circuit
KR20010047547A (en) Apparatus of commonly using an antenna for call signal and television broadcasting signal in radio communication terminal
RU2032980C1 (en) Frequency converter
US2898454A (en) Five zone composite transistor with common zone grounded to prevent interaction
US4554678A (en) Wireless receiver having crystal filter at outputs of preamplifier
US3360730A (en) Apparatus providing a-m radio reception of f-m
KR960027344A (en) Capacitor Switching Voltage Controlled Oscillators
Deiss et al. A 200-MHz sub-mA RF front end for wireless hearing aid applications
US6018274A (en) Radio receiver and frequency generator for use with digital signal processing circuitry
CN218336006U (en) Radio reception frequency division control circuit and radio receiver
RU540U1 (en) Preselector for electronic range changing receiver
US2789215A (en) Diode frequency converter with combined local oscillator-intermediate frequency amplifier having common triode
CN215680928U (en) Miniaturized circuit based on BT + WIFI + GPS integration three-in-one antenna
US7286810B1 (en) Capacitor load mixer with PAM function
Masegawa et al. Homodyne receiver technology for small and low-power consumption mobile communications equipment
JPS6127228Y2 (en)
CN2358640Y (en) Built-in memory frequency point self-selective station FM horn
Cotanis The radio receiver saga: An introduction to the classic paper by Edwin H. Armstrong
KR880002758Y1 (en) Broadcast wave receiving melody
US4907219A (en) Duplex communication wireless