Выключатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9 ц 5 Н 01 Р 1/2 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К лю ческии инстиском государ- В. Куйбышева емые аттеню 85, с.105.еские устрой 84, с.146,диоэлектрокачестве вы,О ф 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Сибирский физико-технитут им. В.Д.Кузнецова при Томственном университете им. В(57) Изобретение относится книке и может использоваться к чателя или модулятора высокочастотных сигналов, Цель изобретения - снижение уровня шумов от управляющего сигнала. При отпирании рп-диодов 8, 9 сигнал распространяется с входа на выход через линию передачи, образованную первым 1 и третьим 3 проводниками. При запирании рп-диодов 8, 9 сигнал отражается от выключателя. Уменьшение уровня шумов от,сигналов управления лежащих в спектре высокочастотного. сигнала, происходит за счет их противофазного сложения на входе и выходе, так как связанные проводники представляют собой симметрирующие про-. тивофазные трансформаторы, 2 ил.Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться в качестве выключателя или импульсного модулятора высокочастотных сигналов малого и среднего уровней мощности, например, в антенной и измерительной технике. Наиболее целесообразно использовать его в гектометровом, декаметровом и метровом диапазонах волн.Известны выключатели, содержащие отрезок несимметричной линии передачи, полупроводниковый диод, включенный последовательно в линию передачи или параллельно ей, и цепь управления полупроводниковым диодом.Недостатком их является значительный уровень шумов (помех) от управляющего сигнала и низкая чувствительность к входным коммутируемым сигналам.Известен выключатель, содержащий отрезок несимметричной линии передачи, два полупроводниковых диода, первый из которых подключен к ее потенциальному проводнику анодом, а второй - катодом, два блокировочных конденсатора, первые выводы которых соединены с земляным проводником, и два ввода разнополярного управляющего напряжения, первый из которых соединен с катодом первого диода и вторым выводом первого блокировочного конденсатора, а второй - с анодом второго диода и вторым выводом второго блокировочного конденсатора,Выключатель требует наличия двух противофазных управляющих напряжений, равных по амплитуде, Поскольку на практике не удается получить управляющие напряжения, в которых все пары гармоник, попадающие в полосу частот управляемого сигнала, имеют равные амплитуды и фазовый сдвиг 180, такое устройство обладает значительным уровнем гармонических шумов.Наиболее близким к предлагаемому является выключатель, содержащий первый и второй, а также третий и четвертый отрезки проводников, связанйые электромагнитно попарно, при этом первый конец второго отрезка и второй конец четвертого отрезка соединены с общей шиной (общим для источника сигнала и нагрузки проводником), второй конец первого отрезка соединен с первым концом третьего отрезка, первый конец первого отрезка (совместно с общей шиной) является входом, а второй конец третьего отрезка (совместно с общей шиной) - выходом выключателя, разделительный конденсатор, подключенный первым выводом к первому концу четвертого отрезка, первый рп-диод, анодом подключенный к точке соединения второго конца первого отрезка и первого конца третьего отрезка,катодом - к общей шине, второй рп-диод,подключенный к второму концу второго отрезка анодом и второму выводу раздели 5 тельного конденсатора катодом, первыйрезистор, включенный между вторым концом второго отрезка и общей шиной, второйрезистор, включенный между первым концом четвертого отрезка и общей шиной, ис 10 точник управления и два дросселя,включенных; первый между источником управления и анодом первого ри-диода и второй между источником управления икатодом второго рп-диода.Недостатком устройства-прототипа яв 15 ляется высокий уровень шумов от управляющего сигнала,Целью изобретения является снижениеуровня шумов от управляющего сигнала.Поставленная цель достигается тем, что20 в выключателе, содержащем первый и второй, а также третий и четвертый отрезкипроводников, связанные электромагнитнопопарно, первый конец второго отрезка ивторой конец четвертого отрезка которых25 соединены с общей шиной, а первый конецпервого отрезка и второй конец третьегоотрезка являются входом и выходом устройства, первый и второй рп-диоды, первыеодноименные электроды которых подклю 30 чены к вторым концам соответственно.первого и второго отрезков, и источникуправления, первый электрод первого ридиода подключен к первому концу четвертого отрезка, первый электрод второго35 ри-диода - к первому концу третьего отрезка, а вторые электроды первого и второгори-диодов соединены между собой и с источником управления.На фиг,1 и 2 приведены принципиаль 40 ные электрические схемы двух вариантови редлагаемого вы кл ючателя, г ы пол не н ных:первый - на основе отрезков симметричнойдвухпроводной линии и второй - на основеотрезков коаксиального кабеля.45 Выключатель содержит первый 1 и второй 2, а также третий 3 и четвертый 4 отрезки проводников, первый 5 и второй 6магнитопроводы, охватывающие первый 1 ивторой 2 и третий 3 и четвертый 4 отрезки50 проводников, общую шину 7, первый 8 ивторой 9 ри-диоды и источникуправления(не показан), подключаемыи к ыоду 10 управляющего напряжения. Первый конецвторого отрезка 2 и второй конец четвертогоотрезка 4 соединены с общей шиной 7. Первый конец четвертого отрезка 4 соединен с вторым концом первого отрезка 1 и катодомдиода 8, а первый конец третьего отрезка 3 - с вторым концом второго отрезка 2 и като/ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 дом диода 9. Первый 8 и второй 9 р и-диоды другими одноименными электродами (анодами) соединены с вводом 10 управляющего напряжения. Первый конец первого отрезка 1 и второй конец третьего отрезка 3 являются входом 11 и выходом 12 устройства (совместно с общей шиной 7). Отрезки симметричной двухпроводной линии в устройстве, изображенном на фиг.1, и отрезки коаксиального кабеля в устройстве, изображенном на фиг.2, выполняются одинаковыми. Идентичными выбираются магнитопроводы 5 и 6 и ри-диоды 8 и 9, Волновое сопротивление линий, образованных проводниками 1 - 4 (волновое сопротивление линий для противофазных волн), выбирается равным сопротивлениям источника сигнала и нагрузки. Волновое сопротивление линий, образованных отрезками проводников 1 - 4 и общей шиной 7 (вол новое соп роти вл ение линий для синфазных волн) в устройстве, изображенном на фиг.1, и волновое сопротивление линий, образованных отрезками проводников 2 и 4 (внешними проводниками кабелей) и общей шиной 7 в устройстве, изображенном на фиг.2, выбираются много большими сопротивлений источника сигнала и нагрузки,Выключатель может содержать два магнитопровода (фиг.1 и 2), а также может выполняться на основе одного магнитопровода. При намотке отрезков проводников на одно магнитопроводящее кольцо диапазон рабочих частот выключателя расширяется приблизительно в два раза по сравнению с диапазоном рабочих частот выключателя, у которого отрезки проводников намотаны на два таких же кольца, Коэффициент перекрытия по диапазону частот выключателя составляет не менее 10;1,Выключатель работает следующим образом.При подаче на ввод 10 отрицательного или нулевого напряжения относительно общей шины 7 р 1 п-диоды 8 и 9 закрываются, Величина их емкостного сопротивления (по модулю) становится много больше волнового сопротивления линий, образованных проводниками 1 - 4, и высокочастотный сигнал проходит с входа 11 устройства на его выход 12 с малым ослаблением. При подаче на ввод 10 положительного напряжения р 1 пдиоды 8.и 9. открываются, их сопротивления становятся много меньше волновых сопротивлений линий, образованных проводниками 1 - 4, и большая часть падающей мощности отражается от них, На выход устройства высокочастотный сигнал проходит с большим ослаблением. Проводники в местах соединения конца первого 1 и начала четвертого 4 отрезков и конца второго 2 и начала третьего 3 отрезков образуют в предлагаемом устройстве противофазные участки для высокочастотного сигнала, проходящего с входа на выход, Сопротивления этих участков относительно общей шины 7 равны по величине. Поэтому все гармоники управляющего сигнала, проходящего через р 1 п-диоды 8 и 9, имеют одинаковые амплитуды и фазы на этих противофазных участках. Синфазные колебания гармоник управляющего сигнала, поступающие на противофазные участки устройства, не проходят ни на его вход 11, ни на его выход 12.Были изготовлены два варианта предлагаемого выключателя по схемам, изображенным на фиг,1 и 2. Первый вариант бцл выполнен на основе двух ферритовых колец марки М 2000 НМК 20 х 12 х 6 и отрезков симметричной двухпроводной линии, выполненной в виде двух скрученных изолированных проводов марки ПЭЛ диаметром 0,2 мм. С целью уменьшения потерь в линиях противофазной волны на кол ьца наматывалась фторопластовая лента. Затем на каждое кольцо наматывалось по двенадцать витков скрученных проводов. Индуктивность намагничивания обмотки, размещенной на одном кольце, составляла 42 мкГн.Второй вариант выключателя был изготовлен на основе двух ферритовых колец марки М 600 ННК 32 х 20 х 6 и двух отрезков миниатюрного коаксиального кабеля марки РК 50-2-15, На каждое кольцо наматывалось по пять витков указанного кабеля. Индуктивность намагничивания обмоток составляла 12 мкГн,В обоих вариантах выключателя использовались полупроводниковые диоды типа 2 А 517 А. Волновые сопротивления устройств составл%ли 50 Ом.Полосы рабочих частот первого и второго вариантов выключателя на уровне ослабления 0,5 дБ в положении "Открыто" составляли соответственно 0,3 - 10 МГц и 1- 200 МГц. Вариант, содержащий отрезки коаксиального кабеля, имел большую относительную полосу рабочих частот за счет меньших потерь в линиях противофгзной волны.Ослабление обоих вариантов выключателей в положении "Закрыто" превышало 20 ДБ.Степень подавления гармоник управляющего сигнала в обоих вариантах выключателей составляла более 40 дБ по отношению к двум вариантам известных выключателей, выполненных на той же элементной базе,,Янков аказ 2005 ВНИИПИ Госуд Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР35, Раушская наб., 4/5 Тираж твенного комите 113035, Москва Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 Выключатель, содержащий первый и второй, а также третий и четвертый отрезки, которые связаны электромагнитно попарно, первый конец первого отрезка является входом, а второй конец третьего отрезка - выходом выключателя, первый конец второго отрезка и второй конец четвертого отрезка соединены с общей шиной, первый и второй рп-диоды, первые электроды которых подключены к вторым концам первого и второго отрезков соответственно, источникуправления, отл и ч а ю щи й ся тем, что, с целью снижения уровня шумов от уп равляющего сигнала, первый электрод первого рп-диода подключен к первому концу четвертого отрезка, первый электрод второго ри-диода - к первому концу третьего отрезка, а вторые электроды первого и вто рого реп-диодов соединены между собой и систочником управления,