Преобразователь частоты

-0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОбР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(57) Изорретение м.б. использованодля создания приемников сигналов потвердотельной полупроводниковой технологии. Цель изобретения - обеспечение возможности микроминиатюризации.Устр-во содержит дифференциальныеусилители 1-3, каждый из к-рых выполнен на транзисторах (Т) 4 и 5, 6 и7, 8 и 9 соответственно, Т 10 и 11,резисторы (Р) 12 и 13, 16 и 17, конденсатор 14, генератор 15 тока, выходной эмиттерный повторитель 18 напряжения, четыре дополнительных Т19-22, пять дополнительных Р 23-27,дополнительный конденсатор 28. Предложенная схема является избирательной, т.е. обладает макс. коэф. усиления на фиксированной частоте. 1 илИзобретение относится к радиотехнике и может использоваться для создания приемников сигналов по твердотельной полупроводниковой технологии.5Цель изобретения - обеспечение воэможности микроминиатюризации.На чертеже приведена электрическая принципиальная схема предлагаемого преобразователя частоты.10Преобразователь частоты содержит первый 1, второй 2, третий 3 дифференциальные усилители, каждый из которых выполнен на первом и втором транзисторах 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9 соответственно, третий 10 и четвертый 11 транзисторы, первый 12 и второй 13 резисторы, конденсатор 14, генератор 15 тока, третий 16 и четвертый 17 резисторы, выходной эмиттерный20 повторйтель 18, напряжения, первый 9, второй 20, третий 21 и четвертый 22 дополнительные транзисторы, первый 23, второй 24, третий 25, четвертый 26, пятый 27 дополнительные резисторы, дополнительный конденсатор 28,Преобразователь частоты работает следующим образом. 11,=11, созе.ПгНапряжение генератора гармонического напряжения усиливается транзисторами 8 и 9, а транзисторами 10 и 11 преобразуется в токи эмиттеров первого 1 и второго 2 дифференциальных усилителей. соединенных по схеме перемножителя сигналов. Причем величина эмиттерных токов пропорциональна напряжению генератора гармонического напряжения на входах транзисторов 8 и 9 и току генератора 15. Пары транзисторов 4, 5 и 6, 7 включены таким образом, что коллекторный ток транзисторов 4 и 6 пропорционален то ку генератора 15, напряжению генератора гармонического напряжения и напряжению сигнала на входах 29 и 30, Коллекторный ток, вызванный генерато ром 15, представляет собой статический ток транзисторов 4 и 6, а переменная составляющего этого тока пропорциональна напряжению генератора гармонического напряжения напряжению сигнала на входах 29 и 30, Поэтому 35 40 45 50 55 От генератора гармонического напряжения на базы транзисторов 8 и 9 30 поступает напряжение Б Б созыв, а на входы 29, 30 воздействует напряжение другого преобразуемого сигнала напряжение на коллекторах транзисторов 5 и 61 цр К 11 г 1111 т 11 Гп асовК ьсоя (ы-Я) 3,где К - коэффициент усиления схемы.После того, как выходное напряжение схемы получено в виде суммы двух составляющих, одна из которых представляет напряжение частоты, равной сумме преобразуемых частот, а вторая - разности этих частот,то задача ослабления одной иэ этих составляющих возлагается на цепь нагрузки транзисторов 5 и 6, Следовательно, коэффициент усиления схемы К должен существенным образом зависеть от частоты, например, на частоте,-й он должен быть большим и пренебрежимо малым на остальных частотах, в т.ч. на частотеы +Я. В этом и заключается свойство схемы преобразовывать спектр частот входных сигналов.Предположим, что предлагаемая схема является избирательной, т.е. обладает максимальным коэффициентом усиления на фиксированной частоте, На низкой частоте действием конденсаторов 14 и 28 можно пренебречь и на базе выходного транзистора эмиттерного повторителя 18 и на его выхо;, де устанавливается напряжение, при котором коллекторный ток транзисторов 4 и 6 равен коллекторному току транзистора 19, Если под воздействием сигнала генератора гармонического напряжения - сигнала на входах 29 и 30, изменится коллекторный ток транзисторов 4 и 6, то это гриводит к изменению напряжения на выходе схемы, которое через эмиттерные повторители на транзисторах 22 и 21 будет передано на базу транзистора 20 и, учитывая, что транзисторы 20 и 19 включены дифференциально, вызывает перераспределение тока эмиттера между этими транзисторами, причем на величину, равную изменению коллектор- ного тока транзисторов 4 и 6. Если коэффициент усиления в цепи обратной связи. с выхода схемы до выхода транзистора 19 большой, то низкочастотные сигналы на входе схемы не приведут к изменению напряжения на ее выходе, Таким образом, на низких частотах схема ослабляет входные сиг 1327269налы, Если на фиксированной частоте схема обладает свойством сложения сигналов, поступающих на выход схемы с ее входов и по цепи обратной связи., благодаря чему на этой частоте схема имеет большой коэффициент усиления, Если под воздействием входного сигнала на базы транзисторов 4, 7, 5, 6 коллекторный ток транзисторов 4 и 6 нарастает от нуля по гармоническому закону, то коллекторное напряжение этих транзисторов отстает от коллекторного тока на -У/2, поскольку он заряжает конденсатор 14. Напряжение на конденсаторе 14 передается на выход эмиттерного повторителя 18 и проинвертированное транзистором эмиттерного повторителя 18, т,е. сдвинутое на -3, воздействует на базу эмиттерного повторителя на транзисторе 22. Выходное напряжение эмиттерного повторителя 22 дополнительно задерживается еще на -/2 КС- фильтром, состоящим из резистора 26 и конденсатора 28. Транзисторы 21, 20, 19 не вносят фазового сдвига.Таким образом, ток транзистора 19 совпадает по фазе с коллекторным то-. ком транзисторов 4 и 6, благодаря чему на частоте, где общий фазовый сдвиг составляет 2 й, выходное напряжение схемы максимально. Условием устойчивой работы схемы является обеспечение на частоте с фазовым сдвигом 27( коэффициента усиления в цепи обратной связи меньше единицы, С этой целью коэффициент усиления пары транзисторов 19, 20 выбирается меньше коэффициента ослабления КС- фильтра на резисторе 26 и конденсаторе 28, Спад частотной характеристики схемы на частотах выше частоты фазового сдвига 2 Т обеспечивается вследствие уменьшения коэффициента усиления транзисторов 4 и 6 при их нагрузке на конденсатор 14.Фазовый сдвиг в цепи обратной связи равный 2 д имеет место на частоте тепловой коэффициент;коэффициент передачи токаэмиттера;ток коллектора транзистора11 в статическом режиме;емкость конденсатора 14; 20 25 30 35 40 45 50 55 К - сопротивление резистора 26;гС - емкость конденсатора 28.Из приведенной формулы следует, что максимальная частота ы, ограничена частотной зависимостью коэффициента 1 . В диапазоне частота от нуля до частоты усиления транзистора в схеме с общей базой Г частоту ыо можно выбрать равной ы-Я, сигналы . на которой будут переданы схемой без ослабления, и подавить входной сигнал на частоте ы+.Й за счет значительного ослабления схемы на частотах отличных ото -Л.Формула изобретенияПреобразователь частоты, содержащий три дифференциальных усилителя, каждый из которых выполнен на первом и втором транзисторах, причем объединенные эмиттеры транзисторов перного и второго дифференциальных усилителей соответственно подключены к коллекторам третьего и четвертого транзисторов, эмиттеры которых через соответствующий первый и второй резисторы подюпючены к первой шине источника питания, базы первого и второго и второго и первого транзисторов первого и второго дифференциальных усилителей соответственно соединены и являются входами одного из преобразуемых сигналов, коллекторы первых транзисторов первого и, второго дифференциальных усилителей объединены и через конденсатор подключены к общей шине, коллекторы вторых транзисторов первого и второго дифференциальных усилителей объединены и подключены непосредственно к второй шине источника питания, а через генератор тока - к объединенным змиттерам первого и второго транзисторов третьего дифференциального усилителя, коллекторы которых через соответствующий третий и четвертый резисторы соединены с первым выводом источника питания и непосредственно - с базами четвертого и третьего транзисторов соответственно, а базы - являются входами второго преобразуемого сигнала, а также выходной эмиттерный повторитель напряжения, вход которого подключен к точке соединения конденсатора и коллекторов первых транзисторов первого и второго дифференциальных уси5 1327269 лителей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения возможности микроминиатюризации, введены четыре дополнительных транзистора, база первого из которых через первый и второй дополнительные резисторы подключена к второй шине источни. ка питания и к общей шине соответственно, а эмиттер объединен с змиттером второго дополнительного транзис О тора и через третий дополнительный резистор подключен к второй шине источника питания, при этом коллектор второго дополнительного транзистора подключен к общей шине, третий и 15 четвертый дополнительные транзисторывключены по схеме эмиттерных повторителей напряжения, при этом змиттертретьего дополнительного транзистора соединен с базой второго дополнительного транзистора, а база черездополнительный конденсатор и четвертый дополнительный резистор подключена соответственно к общей шине иэмиттеру четвертого дополнительноготранзистора, база которого через пя"тый дополнительный резистор подключена к второй шине источника питанияи коллектору транзистора выходногоэмиттерного повторителя. Составитель А,ОсиповичРедактор М.Товтин Техред В,Кадар Корректор В.Бутяга Заказ 3407/54 Тираж 901 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва Ж 35 Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4