Четырехфазный генератор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН аи 12938 3/28 1)4 Н ОСУДАРСТВЕНПО ДЕЛАМ ИЗОБ РТИЙ НОМИТ ЕНИЙ И ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРВ 441660, кл.Н 03 К 13/20, 17.05,71.(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиотехнических устройствах,вчастности, для генерации частотномодулированных колебаний, Целью изобретения является расширение областигенерируемых частот и формированиефазового сдвига между выходными колебаниями, равного Ф/2. Для достижения этой цели в генераторе усилителивыполнены в виде двух дифференци".альных усилителей .на транзисторах 1 и 2 и 3 и 4 соответственно. Междуэмиттерами транзисторов 1 и 2 включен первый генератора 5 тока, а меж"ду транзисторами 3 и 4 - второй генератор 6 тока. Четырехфазный. генератор также содержит резисторы 7 "1 О. Принцип действия генератора основан на использовании инерционностинеосновных носителей, что приводит кзадержке сигнала в цепи коллекторатранзистора по отношению к входномусигналу на величину, зависящую отпараметров транзистора и режимов егоработы. Генератор обеспечивает такжебольшой коэффициент перестройки почастоте, что дает возможность сни"зить коэффициент нелинейных искажений при использовании его в качествесоставной части в синхронном детекторе, 1 ил.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиотехнических установках,в частности для генерации частотномодулированных колебаний, 5Целью изобретения является расширение области генерируемых частот иформирование фазового сдвига между,выходными колебаниями, равного10На чертеже представлена принци"пиальная схема четырехфаэного генератораЧетырехфаэный генератор содержитдва дифференциальных усилителя, первый иэ которых выполнен на транзисторах 1 и 2, а второй - на транзисторах 3 и 4, причем между эмиттерамитранзисторов 1 и 2 первого дифференциального усилителя и шиной нулевого 20потенциала включен первый генератор5 тока, между эмиттерами транзисторов 3 и 4 и шиной нулевого потенциала - второй генератор 6 тока,коллекторы транзисторов подключенычерез резисторы 7,8,9 и 10 к шинепитания (Б ), а коллектор первоготранзистора первого дифференциального усилителя соединен с базой первого транзистора 3 второго дифференци- З 0апьного усилителя, коллектор второго транзистора 2 первого дифференци"ального усилителя соединен с базойвторого транзистора 4 дифференциального усилителя, коллектор первоготранзистора 3 второго дифференциаль 35ного усилителя соединен с базой второго транзистора 2 первого дифференциального . усилителя коллекторвторого транзистора 4 второго дифференциального усилителя соединен сбазой первого транзистора 1 первогодифференциального усилителя, при этомэмиттеры транзисторов 1 и 2 первогодифференциального .усилителя подключе 45ны к выходу первого управляемого генератора тока, эмиттеры транзисторов3 и 4 второго дифференциальногоусилителя подключены к выходу второгоуправляемого генератора 6 тока.150Принцип действия генератора основан на использовании инерционностинеосновных носителей, движущихся впереходе эмиттер - база, что приводитк задержке СИгнала в цепи коллекторатранзистора по отношению к входномусигналу на величину, зависящую в общем случае от параметров транзистораи режимов его работы. 1 293830 2Устройство работает следующим образом,При изменении управляющего напряжения на входах управляемых генераторов тока их входной ток изменяется,и частотаколебаний генератора также изменяется, причем частота определяется фазовыми набегами в транзисторах 1 - 4, являющимися в данном случае управляемыми фазовращателями,Величина задержки в транзистореобратно пропорциональна величинеколлекторного тока, поэтому, изменяяпо закону модуляции токи, текущие через транзисторы 1 - 4 дифференциальных усилителей, изменением управляющего напряжения на входах управляемых генераторов 5 и 6 тока, можноэффективно управлять частотой генерации по заданному закону,Противофазные сигналы с колллектоРов транзисторов 1 и 2 первого дифФеренциального усилителя поступаютна базы транзисторов 3 и 4, а противофазные сигйалы с коллекторов транзисторов 4 и 3 поступают на базытранзисторов 1 и 2, замыкая тем самым кольцо обратной связи в генератор,Коллекторные токи транзисторов 14 одинаковы и, следовательно, времяпрохождения сигнала через транзисторы также одинаково, т,е,, (1) = ,(1) =(1) = с 4 (1) =1где 1 - .коллекторный ток.Предлагаемый генератор представляет собой совокупность двух замкнутых петель, сигналы в которых находятся в противофазе.Увеличение максимального значениярабочей частоты генератора обеспечивается эа счет того, что в суммарномфазовом набеге, который должен бытьравен Х =1 2 К, где К = 0,1,2,3,в активных элементах сигнал инвертируется на 180, а недостающий длявыполнения условия баланса Фаз сдвигона 180 получается за счет задержкив активных элементах схемы.Введение в схему генератора второй петли позволяет максимализоватькоэффициент усиления по мощности приминимальной задержке, имея при этомтолько одну инверсию сигнала, нао180 в каждой петле,Прослеживая путь, проходимый сигналом по любой из петель (например,по петле, образованной из транзистора 1, перехода база - змиттер тран293830 20 25 Таким образом, генерация в предла-. гаемом генераторе должна происходить на частоте, где сдвиг фазы тока коллектора относительно фазы тока базы 45 в каждом иэ транзисторов 1 - 4 равеняЬЯ=2 50 55 зистора 3, перехода эмиттер - коллектор транзистора 4) видно, что впроцессе прохождения по петле сигналусиливается так, как он усиливалсяФбы двумя транзисторами, включеннымипо схеме с общим эмиттером, а инвертируется только один раэ,Поскольку сигналы, пришедшие набазы транзисторов 1 и 2 равны помодулю и находятся в противофазе, тоотрицательная обратная связь по токув транзисторе 1 отсутствует, и длясигнала, поданного на базу транзистора 1, этот транзистор включен посхеме с общим эмиттером, На базытранзисторов 3 и 4 также поступаютравные по амплитуде противофазныесигналы, откуда следует, что сигналы на коллекторах транзисторов 3 и4 равны по модулю и отличаются поофазе на 180 , при этом коэффициентусиления транзисторов 3 и 4 соответствует коэффициенту усиления длятранзистора, включенного по схеме собщим эмиттером.Следовательно, сигнал, поданный,например, на базу транзистора 3 иснятый с коллектора транзистора 4,усиливается на этом пути так, какон усиливался бы одним транзисто-.ром, включенным по схеме с общимэмиттером, Однако инверсия сигналапри этом не происходит, Это относится и к транзисторам 1 и 2. Тогдаусловием баланса фаз в предлагаемомгенераторе является выражение2 я ь (1)+ 11 =27;И= ---2 л(Т) егде Ю - частота генерации,Пусть на базу транзистора 1 приходит сигнал с фазой, равной О, а на базу транзистора 2 " с фазой, равоной 180 , Тогда на коллекторе транзистора 1 фаза сигнала равна Чк, = О +180 +90 = 270 где 180 добавляют за счет инверсии сигнала в транзисторе 1, а 90 - зао счет инерционности неосновных носителей в базе транзистора. Аналогично, на коллекторе транзистора 2 фаза сигнала равна, =-180 + 80 + 90 = 450,Разница фаз выходных сигналов пер 5 вого и второго транзисторов составляетТк Тк, = 450 - 270 = 180Эти сигналы поступают на базытранзисторов 3 и 4, в которых также0 происходит инверсия, каждого сигналана 180 и задержка на 90оТк, =1 к, + 180 +90 =270 + 180 ++ 90 = 540Е ц= 1+ 180 + 90 =450 + 180 +5 90 = 720,Разница фаз выходных сигналов третьего и четвертого транзисторов также, как и для первого и второгоотранзисторов, составляет 180фаза Т кратна Ю:1= 720 = 4 к+ 0следовательно, фазу Т к 4 можно рассматривать как фазу, равную 0 этоозначает, что баланс фаз по первойпетле выполняется,Фаза 1 может быть представленаследующим образом;Тк=540 = 2 Я + 180следовательно, фазу; 1 можно рас 30 сматривать на фазу, равную 180, этооозначает, что баланс фаз по второйпетле также выполняется.Из сравнения видно, что выигрыш(В) в увеличении максимальной частоты генерации, получаемой благодаря использованию предлагаемого генератора,со ставляетИВ=- -- = 1,5угде из - частота генерации при использовании трех усилителей.Таким образом, использование предлагаемого генератора позволяет в1,5 раза увеличить максимальную частоту генерации по сравнению с частотой, получаемой при использованииобычного кольцевого многофазного генератора, содержащего три инвертирующих усилителя.1Использование двухпетлевой на основе дифференциальных усилителейсхемы генератора, управляемого почастоте с помощью изменения коллек, торных токов транзисторов в дифференциапьных усилителях, выгодно отличает предлагаемый генератор от известных устройств. Появляется возможность получать генерацию на час"тотах, сравнимых с предельными для1293830 Составитель Н.МаркинТехред Л. Сердюкова Корректор,Г, Решетник Редактор Л.Повхан Заказ 395/58 Тираж 902 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно"полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,4 5данного типа транзисторов, что расширяет воэможности, разработчиковРЭА, так как отпадает необходимостьв использовании специальной технологии изготовления ИС, это в своюочередь повышает технологичность,изготовления всего изделия РЭА.Кроме того, предлагаемая схемагенератора позволяет получить большой коэффициент перестройки по частоте, что дает воэможность снизитькоэффициент нелинейных искажений прниспользовании данной схемы в качестве составной части в синхронно-фазовом детекторе. 15Сигналы на базах транзисторов 1,4, 2, 3 имеют фазы О, -- ; и;-4" 1соответственно,Поскольку сдвиг фазы тока коллектора относительно фазы тока базы влюбом транзисторе 1, 2, 3, 4 составйляет -- , то при использовании предлагаемого генератора в качестве ис 2точника опорного колебания для двухквадратурйых каналов применение фа 1зовращателя на -- ие требуется,гФормула изобретенияЧетырехфазный генератор, содержащий идентичные усилители, включенные последовательно, о т л и ч а ю" щ и й с я тем, что, с целью расши" рения области генерируемых частот и формирования фазового сдвига между выходными колебаниями, равного йусилители выполнены в виде двух одноканальных дифференциальных усилителей, причем коллектор первого транзистора дифференциального усилителя соединен с базой первого транзистора второго дифференциального усилителя, коллектор второго транзистора перво" го дифференциального усилителя сое" динен с базой второго транзистора второго дифференциального усилителя, коллектор первого транзистора второго дифференциального усилителя сое-. динен с базой второго транзистора первого дифференциального усилителя, коллектор второго транзистора второго дифференциального усилителя соединен с базой первого транзистора первого дифференциапьного усилителя, при этом эмиттеры транзисторов первого дифференциального усилителя подключены к выходу первого управляемого генератора тока, эмиттеры транзисторов второго дифференциального уси" лителя подключены к выходу второго управляемого генератора тока.