Балансный модулятор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) 111 01248 51)4 Н 03 С 1 54 ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ, ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(46) 15.08.89. Бюл. У 30 (71) Куйбышевский электротехнический институт связи(56) Авторское свидетельство СССР Е 1265803, кл, Г, 06 С 7/20, 1986,Авторское свидетельство СССР 9 1437962, кл. Н 03 С 1/54, 1987, (54) БАЛАНСНЫЙ МОДУЛЯтор(57) Изобретение относится к радиотехнике и связи и может быть использовано в измерительной технике, Цель изобретения - расширение диапазона модулирующих частот и уменьшение уровня интермодуляционных составляющих в спектре выходного сигнала. Балансный модулятор содержит девять транзисторов 1-9, десять резисторов10-19, два переменных резистора 20,21, пять конд-ров 22-26, преобразователь 27 напряжения гетеродина ивыходной трансформатор 28. Поставленная цель достигается за счет применения новой цепи коррекции нелинейности. Степень подавления продуктовинтермодуляции второго порядка определяется сопротивлением резистора21, от которого зависит значениетока покоя транзистора 9. Уменьшениепродуктов интермодуляции нечетныхпорядков может быть достигнуто увеличением токов покоя транзисторов5, 6, 9. Увеличение токов покоя в2 раза позволяет уменьшить уровнипродуктов интермодуляции третьегопорядка в 8 раз, а пятого порядка -в 32 раза. 1 ил.Изобретение относится к радиотехнике и связи и может быть использонано в измерительной технике.11 ель изобретения - расширениедиапазона модулирующих частот иуменьшение уровня интермодуляционныхсостанляющих в спектре выходногосигнала.На чертеже представлена структур Оная электрическая схема балансногомодулятораБалансный модулятор содержитпервый, второй, третий, четвертый,пятый, шестой, седьмой, восьмой и 15девятый транзисторы 1-9, первый,второй, третий, четвертый, пятый,шестой, седьмой, восьмой, девятыйи десятый резисторы 10-19, первыйи второй переменные резисторы 20 и21, первый, второй, третий, четвертый и пятый конденсаторы 22-26,преобразователь 27 напряжения гетародина и выходной трансформатор 28.Балансный модулятор работает следующим образом,Первый и второй транзисторы 1 и2 периодически с частотой модулируемого,сигнала переключают выходнойток пятого транзистора 5. Седьмой ивосьмой транзисторы 7, 8 необходимыдля уменьшения инерционности переключения первого, второго, третьегои четвертого транзисторов 1-4 и позволяют уменьшить влияние полного сопротивления нагрузки на работу баланснбго модулятора. Выходной трансфор-матор 28 обеспечивает получение балансной модуляции. Подавление составляющих выходного напряжения с частотой модулируемого напряжения выполняется с помощью третьего и четвертого транзисторов 3 и 4, переключающих ток коллектора шестого транзистора 6, подстройка тока покоя которого (с целью достижения минимального уровня составляющей выходногонапряжения с частотой модулируемогонапряжения) обеспечивается с помощьюпервого переменного резистора 20.Девятый транзистор 9, структура проводимости которого противоположнаструктуре проводимости пятого транзистора 5, является элементом цепикоррекции нелинейности пятого транзистора 5. Первый и второй резисторы10, 11 обеспечивают подачу на базыпервого, второго, третьего и четвертого транзисторов 1-4 постоянного напряжения, полученного путем деления напряжения первой шины питания с помощью третьего и четнертого резисторов 12, 13. Постоянное напряжение на базы седьмого и восьмого транзисторов 7, 8 поступает из точки соединения шестого и седьмого резисторов 15, 16. Третий конденсатор 24 блокирует седьмой резистор 16 по переменному току. Восьмой резистор 17 и первый переменный резистор 21 обеспечивают стабилизацию тока покоя денятого транзистора 9, причем с помощью первого переменного резистора 21 значение этого тока покоя устанавливается близким к значению тока покоя пятого транзистора 5, Девятый резистор 18 является элементом цепи коррекции нелинейности, его сопротивление определяет ее коэффициент преобразования в переменную составляющую тока коллектора девятого транзистора 9Десятый резистор 19 обеспечивает подачу на коллектор девятого транзистора 9 постоянного напряжения с второй шины питания и является частью полного сопоотивления наг. - рузки девятого транзистора 9 по переменному току. Первый и второй конденсаторы 22, 23, а также четвертый и пятый конденсаторы 25, 26 являются разделительными, Их реактивные сопротинления должны быть малыми во всемрабочем диапазоне частот. Преобразователь 27 с парафаэным выходом используется для получения прямоугольного напряжения с частотой гетеродина и скнажностью Я = 2.Под действием модулирующего напряжения 11 через девятый резистор 18,сопротивление которого больше входного сопротивления девятого транзистора9, протекает переменный ток этого транзистораа 11 /Кв, .В связи с тем, что сопротивления пятого и десятого резисторов 14, 19 много больше, чем входное сопротивление пятоготранзистора 5, через эмиттер пятого транзистора 5 протекает переменный ток д :. Так как через р- и-пере 5 9ходы пятого и девятого транзисторов 5, 9 протекают постоянные токи эмиттеров 1 и 1 и соответственно переменные токи д и д, то значения сос 5тавляющих напряженйй эмнттер - база пя",ого и девятого транзисторов 5, 9, снязанных с токамиз и , определяются выражениями(Кс+ К е) К 1 т+ Ка 1) К НК 935 40 45 теродина, базы второго и третьеготранзисторов соединены с первым выводом второго резистора и с первымвыводом второго конденсатора, второйвывод которого соединен с вторым выходом преобразователя напряжения гетеродина, вторые выводы первого ивторого резисторон соединены с первым выводом третьего резистора и спервым выводом четвертого резистора,50 55 1- 1 сБ =.Ц 1 п+ 1 1 пт1 о 5 1 о 5 19+ 10 19Ц = с,1 п - -59 1 о 9 1 о 9 Где 15 и 1 09 тОки насыщенияэмиттер - базапятого и девятого 1 Отранзисторов 5, 9. Для тех случаев, когда для мгновенных значений токов 1 и 9 ныполняются условия (15( 1 и/11,то1511 + ( )2+ ( )З15 1 15 1 1551 2 15 3 15 и - с 1 ( 2.)ъ + ( 1)з1 1 1У 19 2 1 3 19 В балансном модуляторе выполняютсяследующие условия для сопротивленияисточника модулирующего напряженияК и сопротивлений пятого, восьмого,девятого и десятого резисторов 14,17, 18 и 19 и второго переменногорезистора 21: При этом переменный ток коллекторадевятого транзистора 9 создает напараллельном соединении пятого идесятого резисторов 14, 19 ЭЛС,члены которой по модулю практическиравны членам Б и которая включенапоследовательно с напряжением ПЭто обеспечивает компенсацию малыхсоставляющих переменного тока эмиттера пятого транзистора 5, пропорциональных четным степенямичетным степеням модулирующего напряжения, с которым связано появление продуктов интермодуляции четныхпорядков, что позволяет подавить самый большой по уровню продукт интермодуляции второго порядка,. степеньподавления которого определяетсясопротивлением нторого переменногорезистора 21, От которого зависитзначение тока покоя девятого транзистора 9. Уменьшение н балансном модуляторе продуктов интермодуляции нечетных порядков может бытьдостигнуто увеличением токов покояпятого, шестого и девятого транзисторов 5, 6, 9. Так, согласно приведенным формулам увеличение токовпокоя в 2 раза позволяет уменьшитьуровни продуктов интермодуляциитретьего порядка в 8 раз, а продуктов интермодуляции пятого порядка -н 32 раза. Формула изобретения Балансный модулятор, содержащий первый, второй, третий, четвертьй, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый транзисторы, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый резисторы, первый и второй переменные резисторы, первый, второй, третий, четвертый и пятый конденсаторы, преобразователь напряжения гетеродина и выходной трансформатор, причем эмиттеры первого и второго транзисторов соединены с коллектором пятого транзистора, а эмиттеры третьего и четвертого транзисторов соединены с коллектором шестого транзистора, база которого соединена с общей шиной, коллекторы первого и третьего транзисторон соединены с эмиттером седьмого транзистора, коллектор которого соединен с началом первичной обмотки выходного транзистора, коллекторы второго и четвертого транзисторов соединены с эмиттером восьмого транзистора, коллектор которого соединен с концомпервичной обмотки выходного трансформатора, базы первого и четвертоготранзисторов соединены с первым выводом первого резистора и с первымвыводом первого конденсатора, нторойвывод которого соединен с первым выходом преобразователя напряжения ге1501248 Составитель Ю.МаксимовТехред А.Кравчук Корректор И.Муска Редактор М,Келемеш Тираж 884 Заказ 4890/55 Подписное ВНИ 11 ИИ Госулир гвеииоГо комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Произвопстг сии,;-и игательский комбииат "Патент", г . жгорол, ул . Гагарина, 101 второй вывод которого соединен с общей шиной, а второй вывод третьегорезистора соединен с первой шиной питания, эмиттер пятого транзисторасоединен с первым выводом пятогорезистора, второй вывод которогосоединен с второй шиной питания,эмиттер шестого транзистора соединенс первым выводом первого переменного 10резистора, второй и третий выводы которого соединены с второй шиной питания, базы седьмого и восьмого транзисторов соединены с первыми выводами шестого и седьмого резисторов и 15с первым выводом третьего конденсатора, второй вывод .которого соединенс вторым выводом седьмого резистораи с общей шиной, первый вывод второгопеременного резистора соединен с первым выводом восьмого резистора, второй вывод которого соединен с первымвыводом девятого резистора и с эмиттером девятого транзистора, база которого соединена с общей шиной, второй вывод девятого резистора соединен с первым выводом четвертого конденсатора, второй и третий выводы второго переменного резистора, второй вывод шестого резистора и выводсередины первичной обмотки выходноготра.нсформатора соединены с первойшин ой питания, причем структура проводимости девятого транзистора противоположна структуре проводимостипервого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого ивосьмого транзисторов, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона модулирующих частот и уменьшения уровня интермодуляционных составляющих в спектре выходного сигнала, база пятого транзистора соединена с общей шиной, первый вывод пятого конденсатора соединен с эмиттером пятого транзистора, а второй вывод пятого конденсатора соединен с коллектором девятоготранзистора и с первым выводом десятого резистора, второй вывод которого соединен с второй шиной питания, второй вывод четвертого конденсатора и общая шина являются входом модулирующего сигнала балансногомодулятора.