Преобразователь частоты

ЕТ ЕСНИ уБ 19(Т) 32,13,18, ис"ых сигнаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(57) Изобретение относится ктехнике, повышает чувствители расширяет динамич.диапаэ.содержит нелинейные эл-ты 1выполненные на транзисторахи 4, резисторы (Р ) 5,6,7,8,1нагрузку 9,Т 10, конденсаторточники 19 и 20 преобразуемлов, Вновь введены Т 11, Р 14-1эл-т 17 компенсации. Т 1 О и 11 разуют диф.усилитель 21. Точка соединения Р 7 с Р 8 является входомвторого преобразуемого сигнала,Включение эл-та 17 на выходах усилителя 21 исключает влияние уходоврежима усилителя 21 по постоянномутоку на работу эл-тови 2. Величины Р 12 и 14 выбираются такими,чтобы входные сопротивления усилителя 21 были равны с учетом внутреннего сопротивления источника сигнала,подключенного к одному из входов.Это обеспечивает равенство выходныхсопротивлений усилителя 21 по переменному току и симметричное выпрямление противофаэных напряжений элтами 1 и 2, что приводит к подавлению нежелательных гармоник выходногосигнала. 4 ил.35 Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в качестве фазовых детекторов и удвоителей частоты.Цель изобретения - повышениечувствительности и расширение динамического диапазона,На фиг.1 приведена электрическаяпринципиальная схема предложенйогопреобразователя частоты, используемого в качестве фазового детектора;на фиг,2 и 3 " электрические принципиальные схемы использования преобразователя частоты для выделения промежуточной частоты и для умножениячастоты соответственно; на фиг.4 -диаграммы напряжений, поясняющиеработу преобразователя.Преобразователь частоты содержит 20первый 1 и второй 2 нелинейные элементы, выполненные на первом 3 ивтором 4 транзисторах, первый 5и второй 6, третий 7 и четвертый 8резисторы, нагрузку 9, третий 10 25и четвертый 11 транзисторы, пятый12, шестой 13, седьмой 4, восьмой15 и девятый 16 резисторы, элемент17 компенсации, конденсатор 18,источники 19 и 20 преобразуемых сигналов, третий 10 и четвертый 11 транзисторы образуют дифференциальныйусилитель 21.Преобразователь частоты /фиг,1)используемый в качестве Фазовогодетектора, работает следующим образом.Сигнал с первого источника 19частотой Г, поступает на вход дифференциального усилителя 21, усиливается им и выделяется в резисторах7 и 5 в противофазе в виде напряженийи У,(фиг.4 а,б), сигнал отвторого источника 20 также с частотой Е, поступает на выходы дифференциального усилителя 21 в фазе в виде напряжений 0и 13(Фиг.4 а,б).В зависимости от сдвига фаз междусигналами (фиг,4 а,б) суммарные напряжения на коллекторах или равны(фиг.4 а ) или не равны (Фиг.4 б ), чтопосле детектирования нелинейнымиэлементами 1 и 2 приводит к появлению выходного сигнала соответствующей полярности.55Включение элемента 17 компенсацииразности потенциалов постоянноготока иа выходах дифференциальногоусилителя 21 исключает влияние режима дифференциального усилителя 21 по постоянному току на работу нелинейных элементов 1 и 2. Величины резисторов 12 и 14 на входах дифференциального усилителя 21 выбираются такими, что входные сопротивления дифференциального усилителя 21 равны с учетом внутреннего сопротивления источника сигнала, подключенного к одному из входов. Это обеспечивает равенство выходных сопротивлений дифференциального усилителя 21 по переменному току и соответственно равные напряжения с второго источника 20 сигнала на входах нелинейных элементов 1 и 2.Выполнение нелинейных элементов 1 и 2 на транзисторах 3 и 4 обеспечивает протекание небольшого постоянного тока через переходы базаэмиттер, которое приводит к снижению потенциального барьера в переходах коллектор - база и обеспечивает за счет этого малый порог детектирования, что повышает чувствительность и расширяет динамический диапазон,Б преобразователе частоты (фиг.2)- нагрузка 9 выполнена в виде колебательного контура с частотой настройки, равной сумме или разности частот входных сигналов.При этом сигнал с первого источника 19 частотой й поступает на1вход дифференциального усилителя 21, усиливается им и выделяется в противофазе в резисторах 7 и 8. Сигнал с второго источника 20 частотой Е поступает на выходы дифференциального усилителя 21 в фазе. Эти сигналы на выходах дифференциального усилителя 21 суммируются таким образом, что амплитуды этих суммарных колебаний изменяются с разностной частотой, причем эти биения амплитуд суммарных колебаний происходят в противоФазе, что позволяет после детектирования .нелинейными элементами 1 и 2 получить на нагрузке 9 сигнал с разностной частотой (Й - Г ) и тем самым обеспечить преобразование частоты сигнала.Преобразователь частоты (фиг.3) имеет нагрузку 9, выполненную в виде последовательно включенных двух.Сигнал с источника 19 частотой Г, поступает на вход дифференциального усилителя 21, усиливается им и выделяется в противофазе в резисторах7 и 8. Нелинейными элементами 1 и 2 противофазные напряжения выпрямляются, что приводит к образованию сигнала удвоенной частоты, который поступает на выход устройства, Таким образом, осуществляется удвоение частоты входного сигнала.Включение элемента 7 компенсации разности потенциалов постоянного тока на выходах дифференциального усилителя 21 исключает влияние уходов режима дифференциального усилителя по постоянному току на работу нелинейных элементови 2, Величины ре зисторов 12 и 14 на входах дифференциального усилителя 2 выбираются такими, что входные сопротивления дифференциального усилителя 21 равны с учетом внутреннего сопротивления 20 источника сигнала, подключенного к одному из входов. Это обеспечивает равенство выходных сопротивлений дифференциального усилителя 21 по переменному току и симметричное вып рямление противофазных напряжений нелинейными элементами 1 и 2, что приводит к лучшему подавлению нежела" тельных гармоник выходного сигнала.При развязке (40 дБ) между входа ми в виду малой связи между коллекторами и базами транзисторов О и 11 дифференциального усилителя первый источник сигнала подключен к входу дифференциального усилителя 21, а второй источник сигнала подключен в точку нулевого потенциала по переменному току выходов дифференциального усилителя 21, так как на выходах дифференциального усилителя 21 имеют ся равные и противоположные ко Фазе переменные напряжения.Элемент 17 компенсации разности потенциалов постоянного тока включаемый между выходами дифференциального усилителя, может быть выполнен в виде дросселя или на операционном усилителе, входы которого подкаочены к выходам дифференциального усилителя 21 а выход его через Т-образный фильтр подключен к свободному входу дифференциального усилителя 21, что обеспечивает стабилизацию нулевой разности потенциалов между выходамидифференциального усилителя 21.Формула изобретенияПреобразователь частоты, содержащий первый и второй нелинейные элементы, выполненные на первом и втором транзисторах соответственно, к эмиттерам которых подключены первый и второй резисторы соответственно, а между базами включены последовательно соединенные третий и четвертый резисторы, нагрузку, включенную между коллекторами транзисторов нелинейных элементов, а также третий транзистор, база которого является входом одного иэ преобразуемых сигналов, пятый резистор, включенный между базой третьего транзистора и общей шиной, а к эмиттеру третьего транзистора подключены первыми выводами шестой резистор и конденсатор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения чувствительности и расширения динамического диапазона, введены четвертый транзистор, к эмиттеру которого подключен второй вывод конденсатора, седьмой, восьмой и девятый резисторы и элемент компенсации, включенный между коллекторами третьего,и четвертого транзисторов, седьмой резистор включен между базой четвертого транзистора и общей шиной, восьмой резистор включен между эмиттером четвертого .транзистора и первой шиной источника питания, другой вывод шестого резистора подключен к первой шине источника питания, девятый резистор включен между точкой соединения третьего с четвертым резисторов и второй шиной источника питания, коллекторы третьего и четвертого транзисторов подключены к базам первого и второго транзисторов нелинейных элементов соответственно, причем точка соединения третьего с четвертым резисторов является входом второго преобразуемого сигнала, а вторые выводы первого и второго резисторов подключены к общей шине.376228 фкр ф Составитель А.Меньшикктор О.Головач Техред Л,Олийнык ктор О. к Зак Подписное оизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная,аз 797/55Тираж 928 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раушс комитета ССоткрытийая наб д