Преобразователь частоты

НИЕ ИЗОБРЕТЕМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Я АВТОРСКО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(71) Воронежский политехнический институт(56) Мовшович М, Е. Полупроводниковые преобразователи частоты, Л.: Энергия, 1968, с, 195, рис,4 - 4 а.Блекуэл и др, Параметрические преобразователи частоты. М,: Сов, радио, 1970, (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к радиотехнике, в частности к преобразователям частоты и может быть использовано в системах связи. Целью изобретения является увеличение динамического диапазона, Преобразователь частоты содержит последовательные Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в качестве усилителя модуляционного типа, в частности, в системах связи.Известен параметрический преобразователь частоты, содержащий сигнальный колебательный контур, к выходу которого подключен емкостной элемент связи, выполненный на варикапе, и источник частоты накачки, между выходом которого и одним из выводов емкостного элемента связи включена цепь развязки (смнапример, Гоноровский И, С, Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Сов. радио, 1977, с. 290, рис, 10.18, а).Недостатками известного параметрического преобразователя частоты являются зависимости коэффициента усиления от соконтуры сигнальной частоты 1, промежуточной частоты 2, частоты накачки 3, полупроводниковый диод 4 и резистор 5, Введены транзистор 6, эмиттер и коллектор которого соединены соответственно с катодом и анодом полупроводникового диода, катушка 7, электромагнитно связанная с индуктивностью последовательного контура частоты накачки 3 и подсоединенная первым выводом к базе транзистора 6, а вторым выводом - к общей шине 8, и конденсатор 9, который подключен параллельно полупроводниковому диоду 4. Увеличение динамического диапазона обусловлено увеличением крутизны изменения управляемой емкости, состоящей из конденсатора 9, диодно-транзисторного ключа, образованного диодом 4 и транзистором 6, и катушки 7,1 ил,отношения частот накачки и сигнала, а также сложность фильтрации полезного сигнала.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является параметоический преобразователь частоты, содержащий генераторы частот сигнала и накачки, одни выводы которых подключены к первым входам последовательных контуров сигнальной частоты и частоты накачки, резистор, одним выводом подключенный к первому входу последовательного контура . промежуточной частоты, и полупроводниковый диод, подключенный анодом к выходам последовательных контуров сигнальной и промежуточной частот и частоты накачки, а его катод и другие выводы генераторов частот сигнала, накачки и резистора подключены к общей шине, причем вывоцы резистооа являются выходом преобразователя частоты (см капрлмер, Мошович УЕ. Полупроводниковые преобразователи частоты, - Л,: Зкергия, 1968, с, ";95, рис, 4,8, а).Недостатком известного преобразователя частоты является малый динамический диапазон. Это обусловлено тем, что используемая для преобразования частоты емкость запертого полупроводникового диода (варикэпа), определяемая величиной напряжения смещения на нем, для обеспечения ликейного ремолма, а следовательно, и динамического диапазона, может изменяться лишь на несколько процентов. Зтим ограничлвается и динамический диапазон.Цель изобретения - увеличение динамического диапазона.Поставленная цель достигается тем, что в параметрический преобразователь частоты, содеркащий генераторы частот сигнала и накачки, одни выводы которых подключены к первым входам последовательных контуров сигнальной частоты и частоты накачки, резистор, одним выводом подключекный к первому входу последовательного контура п ромекуточной частсты, и полупроводниковый диод, подключенный анодом к Вь)ходам по, ледовэтялькы, контуров сигнальной и промежуточной частот, и частоты накачки, э его катод и дру) ие выводы генераторов частот сигнала, накачки и резистора подключены к общей шине, причем выводы резистора являются выходом преобразователя частоты, введены транзистор, эмиттер и коллектор которого соединены соответственно с катодом и анодом полупроводникового диода, катушка, которая электромагнитно связана с индуктивкостью последовательного контура частоты накачки и подсоедикена первым выводом к базе транзистора, а вторым вь)водом - к общей шине, и конденсатор, ко.орый подключен параллельно полугроводниковому диоду,;а фиг, ) изоб;.)экска схема параметрического преобразсвателя частоты; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип его работы,Параметрический преобразователь частоты содержит последовательные контуры сигнальной частоты 1, промежуточной частоты 2, частоты накачки 3, полупроводниковый диод 4 и резистор 5. Введены транзистор 6, эмиттер и коллектор которого соединены соответственно с катодом и анодом полупроводникового диода 4, катушка 7, электромагнитно связанная с индуктивностью последовательного контура 3 частоты накачки и подсоединена первым выводом к базе транзистора 6, а вторым 5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 выводом - к общей шине 8, и конденсатор 9, который подключен параллельно полу- и роводниковому диоду 4.Устройство работает следующим образом. При воздействии напряжения только с частотой накачки и)н (входной сигнал с частотой ис отсутствует) через последовательный контур частоты накачки 3 (фиг, 1) течет синусоидал ьн ый ток )з (фиг. 2, а), который создает напряжение О 1 синусоидальной формы(фиг. 2, б) на катушке 7, В первую четверть периода колебаний Т ток )з (горизонтальная штриховка, фиг, 2, а) протекает чеоез полупроводниковый диод 4, создавая весьма малое по величине напряжение О 4,г, (фиг, 2, в) положительной полярности на выходных зажимах транзистора б, диоде 4 и, соответственно, конденсаторе 9, Поэтому, несмотря на то что в это время на базу транзистора б поступает отрицательное напряжение О), он закрыт положительным напряжением О 46, прикладываемым к коллектору. Во вторую четверть периода Т ток з (вертикальная штриховка, фиг, 2, а) протекает через транзистор б, создавая на нем незначительное по величине отрицательное напряжение, которое запирает полупроводниковый диод 4. Во вторую половину периода Т ток 1 з (наклонная штриховка ка фиг. 2. а) протекает через конденсатор 9, создавая кэ кем напряжение Оц,с (фиг, 2, в). В это время полупроводниковый диод 4 закрыт отрицательным напряжением О 4,6, а транзистор б - положительным напряжением О), поступающим на его базу с катушки 7,Таким образом, в течение первой половины периода Т ток )з протекает через диод 4 и транзистор б, выполняющие рог)ь ключа с двусторонней проводимостью, а во вторую половину этого периода - через конденсатор 9, В стационарном режиме этот процесс периодически повторяется с частотой ин Так как сопротивление ключа в разомкнутом состоянии велико, а в замкнутом мало, то в целом такая система совместно с конденсатором 9, имеющим также малые потери, ведет себя как управляемая емкость с малыми потерями.При протекании тока усиливаемого сигнала с частотой ис через последовательный контур 1 сигнальной частоты (фиг. 1) и тока частоты ин через последовательный контур 3 частоты накачки происходит следующее. Через полупроводниковый диод 4, транзистор б и конденсатор 9 наряду с током частоты накачки протекает также и ток с частотой усиливаемого сигнала и)с, амплитуда которого в общем случае значитель1737699 30 но меньше амплитуды тока частоты щн поэтому этот ток мало оказывает влияния на процесс параметрической коммутации. Однако при этом, помимо воздействующих составляющих с частотами вс и вн образуются и комбинационные составляющие, в частности составляющая с частотой вн - сос, выделяемая последовательным контуром промежуточной частоты 2 и создающая напряжение на резисторе 5, т. е, происходит процесс параметрического усиления,Увеличение динамического диапазона обусловлено тем, что коммутация управляемой емкости, состоящей из конденсатора 9, диодно-транзисторного ключа с двухсторонней проводимостью, образованного полупроводниковым диодом 4 и транзистором б, а также катушки 7, происходит в моменты времени, при которых коммутирующее напряжение О 1 изменяется наиболее резко. При этом скачкообразно изменяется и управляемая емкость, что обеспечивает наибольший уровень составляющих с частотами ин + вс, образующих полезный эффект, по сравнению с другими составляющими, ограничивающими динамический диапазон. Формула изобретения Преобразователь частоты, содержащийгенераторы частот сигнала и накачки, одни выводы которых подключены к первым входам последовательных контуров сигналь ной частоты и частоты накачки, резистор,одним выводом подключенный к первому входу последовательного контура промежуточной частоты, и полупроводниковый диод, подключенный анодом к выходам последо вательных контуров сигнальной и промежуточной частот и частоты накачки, а его катод и другие выводы генераторов частот сигнала и накачки и резистора подключены к общей шине, причем выводы резистора 15 являются выходом преобразователя частоты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона, введены транзистор, эмиттер и коллектор которого соединены соответственно с катодом и 20 анодом полупроводникового диода, катушка, которая электромагнитно связана с индуктивностью последовательного контура частоты накачки и подсоединена первым выводом к базе транзистора, а вторым вы водам - к общей шине, и конденсатор. который подключен параллельно полупроводниковому диоду.173769930Составитель М. Боцаров едактор Т, Орловская Техред М,Моргентал Корректор О. Ципл аказ 1905 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5здательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Производст4