SU1376228A1 - Преобразователь частоты - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике , п овышает чувствительность и расшир ет динамич.днапаэ. Устр-во содержит нелинейные эл-ты I и 2, выполненные на транзисторах (Т 3 и 4, резисторы (Р ) 5,6,7,8,12,13, нагрузку 9 ,Т 10, конденсатор 18, источники 19 и 20 преобразуемых сигналов . Вновь введены Т 11, Р 14-16, эл-т 17 компенсации. Т 10 и 11 образуют диф.усилитель 21. Точка соединени  Р 7 с Р 8  вл етс  входом второго преобразуемого сигнала. Включение эл-та I7 на выходах усилител  2I исключает вли ние уходов режима усилител  21 по посто нному току на работу эл-тов 1 и 2. Величины Р 12 и 14 выбираютс  такими, чтобы входные сопротивлени  усилител  21 были равны с учетом внутреннего сопротивлени  источника сигнала, подключенного к одному из входов. Это обеспечивает равенство выходных сопротивлений усилител  21 по переменному току и симм.етричное выпр мление противофазных напр жений эл- тами 1 и 2, что приводит к подавлению нежелательных гармоник выходного сигнала. 4 нл. & (Л

Description

00

О)

to ьо

00

Изобретение относитс  к радиотехнике и может использоватьс  в качестве фазовых детекторов и удвоителей частоты.

Цель изобретени  - повышение чувствительности и расширение динамического диапазона.

На фиг.1 приведена электрическа  принципиальна  схема предложенйого преобразовател  частоты, используемого в качестве фазового детектора; на фиг.2 и 3 - электрические принципиальные схемы использовани  преобрзовател  частоты дл  вьщелени  промежуточной частоты и дл  умножени  частоты соответственно; на фиг.4 - диаграммы напр жений, по сн ющие работу преобразовател .

Преобразователь частоты содержит первый I и второй 2 нелинейные элементы , вьшолненные на первом 3 и втором 4 транзисторах, первый 5 и второй 6, третий 7 и четвертый 8 резисторы, наг рузку 9, третий 10 и четвертый 11 транзисторы, п тый 12, шестой I3, седьмой 14, восьмой 15 и дев тый 16 резисторы, элемент 17 компенсации, конденсатор 18, источники 19 и 20 преобразуемых сигналов , третий 10 и четвертый П транзисторы образуют дифференциальный усилитель 21.

Преобразователь частоты ( фиг.1} используемый в качестве фазового детектора, работает следующим образом .

Сигнал с первого источника 19 частотой f, поступает на вход дифференциального усилител  21, усиливаетс  им и выдел етс  в резисторах

7и 5 в противофазе в виде напр жений U | и и (фиг .4а,б ), сигнал о второго источника 20 также с частотой f поступает на выходы дифферен циального усилител  21 в фазе в виде напр жений U ,( (фиг.4а,б) .

8зависимости от сдвига фаз между сигналами (фиг,4а,б) суммарные напржени  на коллекторах или равны (фиг.4а) или не равны (фиг.4б), что после детектировани  нелинейными элементами 1 и 2 приводит к по влению выходного сигнала соответствующей пол рности.

Включение элемента 17 компенсаци разности потенциалов посто нного тока на выходах дифференциального усилител : 21 исключает вли ние режи

0

5

0

5

е

0

5

0

0

5

ма дифференциального усилител  21 по посто нному току на работу нелинейных элементов 1 и 2. Величины резисторов 12 и 14 на входах дифференциального усилител  21 выбираютс  такими, что входные сопротивлени  дифференциального усилител  21 равны с учетом внутреннего сопротивлени  источника сигнала, подключенного к одному из входов. Это обеспечивает равенство выходных сопротивлений дифференциального усилител  21 по переменному току и соответственно равные напр жени  с второго источника 20 сигнала на входах нелинейных элементов 1 и 2.

Выполнение нелинейных элементов 1 и 2 на транзисторах 3 и 4 обеспечивает протекание небольшого посто нного тока через переходы база- змиттер, которое приводит к снижению потенциального барьера в переходах коллектор - база и обеспечивает за счет этого малый порог детектировани , что повьш1ает чувствительность и расшир ет динамический диапа эон,

В преобразователе частоты (иг.2)- нагрузка 9 вьшолнена в виде колебательного контура с частотой настройки , равной сумме или разности частот входных сигналов.

При этом сигнал с первого источника 19 частотой f поступает на вход дифференциального усилител  21, усиливаетс  им и выдел етс  в противофазе в резисторах 7 и 8. Сигнал с вторюго Источника 20 частотой f/i поступает на выходы дифференциального усилител  21 в фазе. Эти сигналы на выходах дифференциального усилител  21 суммируютс  таким образом, что амплитуды этих суммарньк колебаний измен ютс  с разностной частотой, причем эти биени  амплитуд суммарных колебаний происход т в противофазе , что позвол ет после детектировани  лелинейными элементами 1 и 2 юлучить на нагрузке 9 сигнал с разностной частотой (f - f ) и тем самьм обеспечить преобразование частоты сигнала.

Преобразователь частоты (фиг.З) имеет нагрузку 9, выполненную в виде последовательно включённых двух.

Сигнал с источника 19 частотой f , поступает на вход дифференциального усилител  21, усиливаетс  им и выдел етс  в противофазе в резисторах

7 и 8. Нелинейными элементами 1 и 2 противофазные напр жени  выпр мл ютс , что приводит к образованию сигнала удвоенной частоты, который поступает на выход устройства. Таким образом, осуществл е-тс  удвоение частоты входного сигнала.

Включение элемента 17 компенсации разности потенциалов посто нного то- ка на выходах дифференциального усилител  21 исключает вли ние уходов режима дифференциального усилител  по посто нному току на работу нелинейных элементов 1 и 2. Величины ре- зисторо в 12 и 14 на входах дифференциального усилител  21 выбираютс  такими, что входные сопротивлени  дифференциального усилител  21 равны с учетом внутреннего сопротивлени  источника сигнала, подключенного к одному из входов. Это обеспечивает равенство выходных сопротивлений дифференциального усилител  21 по переменному току и симметричное вьш- р мление противофазных напр жений нелинейными элементами 1 и 2, что приводит к лучшему подавлению нежелательных гармоник выходного сигнала.

При разв зке (40 дБ) между входа- ми в виду малой св зи между коллекторами и базами транзисторов 10 и 11 дифференциального усилител  первый источник сигнала подключен к входу дифференциального усилител  21, а второй источник сигнала подк1вочен в точку нулевого потенциала по переменному току выходов дифференциально го усилител  21, так как на выходах дифференциального усилител  21 имeюt с  равные и противоположнью по фазе переменные напр жени .

Элемент 17 компенсации разности потенциалов посто нного тока включаемый между выходами дифференциаль- ного усилител , может быть выполнен в виде дроссел  или на операционном усилителе, входы которого подключены к выходам дифференциального усилител  21., а выход его через Т-образный фильтр подключен к свободному входу дифференциального усилител  21, что обеспечивает стабилизацию нулевой

разности потенциалов между выходами дифференциального усилител  21.

Claims (1)

1. Формула изобретени

   Преобразователь частоты, содержащий первый и второй нелинейные элементы , вьшолненные на первом и втором транзисторах соответственно, к эмиттерам которых подключены первый и второй резисторы соответственно, а между базами включены последовательно соединенные третий и четвертый резисторы, нагрузку, включенную между коллекторами транзисторов нелинейных элементов, а также третий транзистор, база которого  вл етс  входом одного из преобразуемых сиг- налов, п тый резистор, включенный между базой третьего транзистора и общей шиной, а к эмиттеру третьего транзистора подключены первь1ми выводами шестой резистор и конденсато отличающийс  тем, что, с целью повьшгени  чувствительности и расширени  динамического диапазона , введены четвертый транзистор, к эмиттеру которого подключен второй вьшод конденсатора, седьмой, восьмой и дев тый резисторы и элемент компенсации, включенный между коллекторами третьего.и четвертого транзисторов , седьмой резистор включен между базой четвертого транзистора и общей шиной, восьмой резистор включен между эмиттером четвертого транзистора и первой шиной источника питани , другой вывод шестого резистора подключен к первой шине источника питани , дев тый резистор включен между точкой соединени  третьего с четвертым резисторов и второй шиной источника питани , коллекторы третьего и четвертого транзисторов подключены к базам первого и второго транзисторов нелинейных элементов соответственно, причем точка соединени  третьего с четвертым резисторов  вл етс  входом второго преобразуемого сигнала, а вторые выводы первого и второго резисторов подкашчены к общей шине.

   +

   Л

   IF

   I D

   l

   IF

   L.J

   0

   I n:

   Soer

   XAJUU1

   -, I

   l

   IF

   D

   r

   фиг. 2

   x

   (/ f/r

   /Д;/

   ;

   I

   I J к

   21