АМПЛИТУДНЫЙ ДЕТЕКТОР Российский патент 1997 года по МПК H03D1/18 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиоприемных устройствах различного назначения.

Известна интегральная схема для демодуляции амплитудномодулированных колебаний по заявке ФРГ N 1766763, кл. H 03 D 1/18, которая содержит используемый в схеме с общим эмиттером транзистор, являющийся в этой схеме демодулирующим элементом. Схема отличается тем, что в качестве вентиля используется транзистор такого же типа проводимости.

Недостатком известного устройства является низкая термостабильность коэффициента передачи и искажение формы амплитудно-модулированных колебаний при детектировании.

Известен детектор уровня сигналов по заявке Великобритании N1209637, кл. H 03 D 1/18. Детектор содержит термокомпенсированную схему зеркально отображенного тока, выполненную на двух транзисторах по схеме с общим эмиттером. На базы этих транзисторов поступает напряжение, уровень которого нужно продетектировать, причем на обе базы поступают сигналы одинакового уровня, но противоположной полярности. Коллекторы транзисторов объединены, образуя выход детектора. Активной нагрузкой служит транзистор, обеспечивающий высокое сопротивление для повышения эффективности детектора.

Недостатком детектора является трудность обеспечения квадратичного режима детектирования, а также большая величина начального напряжения на нагрузке детектора.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому амплитудному детектору является интегральный амплитудный детектор, описанный в книге Б.И.Горошкова. Радиоэлектронные устройства, М, Р и С, 1984, с. 206, рис. 8.7. Детектор является линейным и выполнен на основе микросхемы. Нагрузкой этой микросхемы являются два транзистора, которые работают на общий сглаживающий RC-фильтр.

Недостатком известного детектора является низкая стабильность коэффициента передачи при воздействии дестабилизирующих факторов.

На чертеже приведена электрическая принципиальная схема амплитудного детектора.

Амплитудный детектор содержит входной фазоинверсный каскад 12, выполненный на первом и втором транзисторах с эмиттерной связью другие выводы резисторов коллекторных цепей которых объединены, выходной каскад, выполненный на третьем и четвертом транзисторах 1, 2, RC-нагрузку, выполненную в виде параллельного соединения резистора 3 и конденсатора 4, первый, второй, третий и четвертый дополнительные резисторы 8, 5, и 6, соответственно конденсаторы 9, 10, 11, 17, 18, делитель напряжения, состоящий из последовательно соединенных резисторов 13, 14, термозависимый элемент, выполненный в виде параллельно включенных транзисторов 15: 16 в диодном включении, причем тип проводимости которых одинаков с типом проводимости третьего и четвертого транзисторов 1, 2, причем, первый дополнительный резистор подключен одним концом к источнику питания +E, а другим к объединенным выводам резисторов коллекторных цепей транзисторов входного фазоинверсного каскада 12, третий и четвертый дополнительные резисторы 5 и 6 последовательно соединены и включены между базами третьего и четвертого транзисторов 1, 2, входной фазоинверсный каскад 12 и выходной каскад последовательно соединены по переменному току, второй дополнительный резистор 7 подключен между эмиттерами транзисторов 1, 2 выходного каскада и точкой соединения, объединенных других выводов резисторов коллекторных цепей транзисторов входного фазоинверсного каскада 12 с первым дополнительным резистором 8, базы третьего и четвертого транзисторов 1, 2 через конденсаторы 17, 18 соединены с выходами фазоинверсного каскада 12.

Амплитудный детектор работает следующим образом.

С помощью переменного резистора 13 с отводом выбирается рабочая точка детектора при небольшом напряжении смещения, соответствующем максимальному изгибу входных характеристик третьего и четвертого транзисторов 1 и 2. Это напряжение смещения однозначно определяет токи базы, токи коллекторов, а следовательно, и токи эмиттеров транзисторов 1 и 2, т.е. начальное напряжения на RC-нагрузке детектора. Значение и стабильность токов баз и коллектора транзисторов 1, 2 определяет величину и стабильность коэффициента передачи детектора в квадратичном режиме работы. Как при нейтронном облучении, так и при понижении температуры окружающей среды происходит уменьшение коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером h21Э транзисторов 1 и 2. При этом происходит сдвиг вправо вольтамперных характеристик базо-эмиттерных переходов транзисторов 1 и 2, в результате чего изменяются /уменьшаются/ их базовые и коллекторные токи, что ведет к уменьшению постоянного напряжения на RC-нагрузке, а следовательно, и понижению коэффициента передачи.

В то же время происходит сдвиг вправо вольтамперных характеристик транзисторов 15 и 16 в диодном включении. Транзисторы 15 и 16 термозависимого элемента идентичны транзисторам 1 и 2 выходного каскада и соединены параллельно в диодном включении, что уменьшает величины токов, протекающих через эти транзисторы /диоды/, а следовательно, повышает величину температурного коэффициента напряжения.

В результате этого увеличивается напряжение на транзисторах 15 и 16 в диодном включении и уменьшается напряжение, приложенное через третий и четвертый дополнительные резисторы 5 и 6 к базам транзисторов выходного каскада.

При понижении температуры происходит также и уменьшение коллекторных токов, протекающих по коллекторным цепям транзисторов входного фазоинверсного каскада 12, что ведет к повышению напряжения в точке соединения первого дополнительного резистора 8 и коллекторов транзисторов входного фазоинверсного каскада 12, а следовательно, и к увеличению напряжения на эмиттерах транзисторов 1 и 2 выходного каскада.Таким образом, уменьшение напряжения на базах, увеличение его на эмиттерах транзисторов выходного каскада ведет к повышению базовых токов, токов коллектора, а следовательно, и эмиттерных токов упомянутых транзисторов, что компенсирует уменьшение этих токов, вызванное уменьшением статических коэффициентов передачи по току транзисторов в схеме с общим эмиттером h21Э транзисторов 1 и 2 при понижении температуры.

В результате этого базовые токи, коллекторные токи, а следовательно, и эмиттерные токи транзисторов выходного каскада, связанное с ними начальное напряжение на RC-нагрузке детектора при понижении температуры и воздействии нейтронного облучения не изменяются, а следовательно, и постоянным остается коэффициент передачи детектора.

При повышении температуры, когда статические коэффициенты передачи по току транзисторов в схеме с общим эмиттером h21э увеличиваются, все описанные выше процессы в схеме детектора происходят в обратном порядке, а коэффициент передачи детектора также остается постоянным.

В схеме амплитудного детектора наличие дополнительных резисторов 7 и 8 цепи эмиттеров транзисторов выходного каскада и переменного резистора 13 в их базовых цепях обеспечивает при изменении напряжения между базами и эмиттерами транзисторов выходного каскада, обусловленного изменением напряжения между коллектором и эмиттером детектора, вследствие нестабильности напряжения источника питания незначительные колебания выходного тока, а следовательно, и начального напряжения на RC-нагрузке детектора и связанного с ним коэффициента передачи.Амплитудный детектор обладает высоким коэффициентом передачи в режиме квадратичного детектирования и обеспечивает получение на нагрузке детектора выходного напряжения достаточно большой величины при линейной амплитудной характеристике на транзисторах малой мощности, причем линейность амплитудной характеристики обеспечивается с малых величин, в результате чего без применения АРУ обеспечивается достаточно большой динамической диапазон.

Относится к области радиотехники и может быть использовано в радиоприемных устройствах различного назначения. Амплитудный детектор содержит входной фазоинверсный каскад 12, выполненный на первом и втором транзисторах с эмиттерной связью, другие выводы резисторов коллекторных цепей которых объединены, выходной каскад, выполненный на третьем и четвертом транзисторах 1, 2. RС-нагрузку, выполненную в виде параллельного соединения резистора 3 и конденсатора 4, первый, второй, третий и четвертый дополнительные резисторы 8, 7, 5 и 6, конденсаторы 9, 10, 11, 17 и 18, делитель напряжения, состоящий из последовательно соединенных резисторов 13, 14, термозависимый элемент, выполненный в виде параллельно включенных транзисторов 15, 16 в диодном включении, причем тип проводимости которых одинаков с типом проводимости третьего и четвертого транзисторов 1, 2, причем первый дополнительный резистор подключен одним концом к источнику питания +E, а другим - к объединенным выводам резисторов коллекторных цепей транзисторов входного фазоинверсного каскада 12, третий и четвертый дополнительные резисторы 5 и 6 последовательно соединены и включены между базами третьего и четвертого транзисторов 1, 2, входной фазоинверсный каскад 12 и выходной каскад последовательно соединены по переменному току, для обеспечения стабильности коэффициента передачи в температурном режиме делитель напряжения подключен к входу напряжения питания через тормозависимый элемент. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Амплитудный детектор, содержащий последовательно соединенные входной фазоинверсный каскад, выполненный на первом и втором транзисторах с эмиттерной связью, другие выводы резисторов коллекторных цепей которых объединены, и выходной каскад, выполненный на третьем и четвертом транзисторах, к объединенной коллекторной цепи которых подключена RC-нагрузка, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности коэффициента передачи при воздействии нейтронного облучения и нестабильности источника питания, между коллектором и базой каждого транзистора входного фазоинверсного каскада включен соответствующий резистор, к объединенным другим выводам резисторов коллекторных цепей транзисторов входного фазоинверсного каскада подключен первый дополнительный резистор, другой вывод которого является входом напряжения питания устройства, между эмиттерами транзисторов выходного каскада и точкой соединения объединенных других выводов резисторов коллекторных цепей транзисторов входного фазоинверсного каскада с первыми дополнительными резистором подключен второй дополнительный резистор, между точкой соединения первого и второго дополнительных и общей шиной включен конденсатор, между базами третьего и четвертого транзисторов включены последовательно соединенные третий и четвертый дополнительные резисторы, между входом напряжения питания амплитудного детектора и общей шиной включен делитель напряжения, отвод которого подключен к точке соединения третьего и четвертого дополнительных резисторов, а входной фазоинверсный каскад и выходной каскад последовательно соединены по переменному току. 2. Детектор по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности коэффициента передачи в температурном диапазоне, делитель напряжения подключен к входу напряжения питания через термозависимый элемент. 3. Детектор по п. 2, отличающийся тем, что термозависимый элемент выполнен в виде параллельно включенных транзисторов в диодном включении, тип проводимости которых одинаков с типом проводимости третьего и четвертого транзисторов.