ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР Российский патент 2005 года по МПК H03K7/02 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в измерительной технике, где требуется получение радиоимпульсов в широком диапазоне модулируемых частот.

Известен импульсный модулятор, описанный в статье А.Г. Самойлова, С.А. Самойлова, П.А. Полушина “Мощные транзисторные генераторы высокой частоты”, журнал “Приборы и техника эксперимента”, 1996 г., №6, содержащий последовательно-параллельный ключ на двух диодах. На первый вход модулятора, через разделительный конденсатор, подается высокочастотный модулируемый сигнал, а на второй вход подается модулирующий сигнал от схемы управления через развязывающий высокочастотный дроссель.

Использование для подачи модулирующего сигнала высокочастотного дросселя, всегда имеющего межвитковую емкость, приводит к резонансным явлениям и сужению диапазона модулируемых частот.

Известен также импульсный модулятор, используемый в генераторе высокочастотных сигналов Г4-151 (см. Техническое описание и инструкцию по эксплуатации генератора сигналов высокочастотного Г4-151, п.4.2.5), содержащий два разделительных конденсатора, два диода, причем анод первого диода соединен с катодом второго, анод второго соединен с общим проводником, а в общую точку соединения диодов подключены источник биполярного тока, управляемый модулирующим сигналом. Модулируемый сигнал подается на первый вход модулятора через П-образный LC-фильтр верхних частот, а модулирующий сигнал подается на второй вход от управляемого источника биполярного тока и замыкается на общий проводник через индуктивность П-образного LC-фильтра верхних частот, которая имеет малое сопротивление для модулирующего сигнала.

Недостаток устройства - узкий диапазон модулируемых частот, так как при расширении диапазона вниз по частоте увеличивается номинальное значение индуктивностей LC-фильтра и, следовательно, межвитковой емкости катушек индуктивности, которая ограничивает частотный диапазон сверху.

Цель изобретения - расширение диапазона модулируемых частот.

Цель достигается за счет того, что в импульсный модулятор, содержащий два разделительных конденсатора, два диода, причем анод первого диода соединен с катодом второго, анод второго соединен с общим проводником, а в общую точку соединения диодов подключены источник биполярного тока, управляемый модулирующим сигналом, и, через второй разделительный конденсатор, сопротивление нагрузки относительно общего проводника, дополнительно введен трансформатор на линии с двумя последовательно соединенными согласно обмотками, причем начало первой обмотки подключено через первый разделительный конденсатор к источнику модулируемого сигнала, а конец второй обмотки подключен к общему проводнику, общая точка соединения обмоток подключена к катоду первого диода.

На чертеже приведена блок-схема импульсного модулятора.

На чертеже изображены:

1, 2 - первый и второй разделительные конденсаторы соответственно;

3 - трансформатор на линии;

4, 5 - первый и второй диоды соответственно;

6 - сопротивление нагрузки;

7 - источник биполярного тока.

Предлагаемый импульсный модулятор содержит первый и второй разделительные конденсаторы 1 и 2, трансформатор 3 на линии, первый и второй диоды 4 и 5, сопротивление нагрузки 6, источник 7 биполярного тока, управляемый импульсным модулирующим сигналом.

Импульсный модулятор работает следующим образом. Модулируемый высокочастотный сигнал через разделительный конденсатор 1 и далее через трансформатор на линии 3 поступает на первый вход ключа, выполненного на диодах 4 и 5. Модулирующий сигнал подается на второй вход ключа от источника биполярного тока 7, управляемого модулирующими импульсами. Положительный ток управляемого источника биполярного тока 7 открывает диод 4 и замыкается на общий проводник через вторую обмотку трансформатора на линии 3, имеющую малое сопротивление для модулирующего сигнала. Положительное напряжение на диоде 4, образующееся при протекании через него тока, закрывает диод 5. Через открытый диод 4 и разделительный конденсатор 2 модулируемый сигнал поступает на сопротивление нагрузки 6. Отрицательный ток управляемого источника биполярного тока 7 открывает диод 5. Образующееся при протекании тока отрицательное напряжение на диоде 5 закрывает диод 4, и высокочастотный сигнал на сопротивление нагрузки 6 не проходит. В результате этого происходит модуляция высокочастотного сигнала по амплитуде модулирующими импульсами.

Трансформатор на линии является широкополосным устройством, его диапазон рабочих частот достигает десяти октав при сопротивлениях нагрузок ≤500 Ом.

Таким образом, введение трансформатора на линии позволяет расширить диапазон модулируемых частот импульсного модулятора за счет большой широкополосности трансформатора на линии и подать на диодный ключ через вторую обмотку трансформатора относительно низкочастотный модулирующий импульсный сигнал, так как обмотка представляет для него малое сопротивление.

В качестве элементов для реализации импульсного модулятора можно использовать: переключательные диоды 2А566А-3, разделительные конденсаторы К10-17в, трансформатор на линии может содержать 7 витков кабеля РД 100-1-21 на ферритовом сердечнике марки М1000НН18 типоразмера К7×4×2, сопротивление нагрузки 50 Ом.

Для лучшего согласования с нагрузкой модулируемый сигнал необходимо подавать от источника тока с выходным сопротивлением 200 Ом.

Для получения большого подавления модулируемого сигнала в паузе (75 дБ в статическом режиме на частотах до 200 МГц) и уменьшения проникания модулирующего сигнала в нагрузку можно включить два таких модулятора последовательно, причем второй модулятор подключается трансформатором к нагрузке, образуя симметричную схему. В этом случае нагрузку с сопротивлением 50 Ом можно подключить к модулятору через эмиттерный повторитель с входным сопротивлением 200 Ом и выходным 50 Ом. Коэффициент передачи по напряжению такого согласующего каскада около единицы.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в измерительной технике. Достигаемый технический результат - расширение диапазона модулируемых частот. Импульсный модулятор содержит два диода, два разделительных конденсатора, источник биполярного тока, управляемый модулирующим сигналом, сопротивление нагрузки относительно общего проводника, трансформатор на линии с двумя последовательно соединенными согласно обмотками. 1 ил.

Импульсный модулятор, содержащий два разделительных конденсатора, два диода, причем анод первого диода соединен с катодом второго, анод второго соединен с общим проводником, а в общую точку соединения диодов подключены источник биполярного тока, управляемый модулирующим сигналом, и через второй разделительный конденсатор сопротивление нагрузки относительно общего проводника, отличающийся тем, что в него введен трансформатор на линии с двумя последовательно соединенными согласно обмотками, причем начало первой обмотки подключено через первый разделительный конденсатор к источнику модулируемого сигнала, а конец второй обмотки подключен к общему проводнику, общая точка соединения обмоток подключена к катоду первого диода.