Балансный модулятор (варианты) Советский патент 1983 года по МПК H03C1/38 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для получения модулированных сигналов при широкополосных модулирующих сигналах и в качестве демодулятора в радиопередающих и радиоприемных устройствах.

ИзвестнЕд- балансные модуляторы, содержащие источники модулирующих и модулируемых сигналов, соединенные с преобразовательными элементами, согласующие цепи и частотозависимые цепи отрицательной обратной связи l .

Однако балансныемодуляторы не обеспечивают достаточной точности передачи закона модуляции.

Р1аиболее близким к предложенному является балансный модулятор, содержащий входную широкополосную согласующую цепь, вход которой является входом модулируемого сигнала балансного модулятора, а противофазные выходы подключены соответственно к базам первого и второго и .третьего ичетвертого транзисторов, входную согласующую цепь, вход которой является входом модулирующего сигнала балансного модулятора, а противофазные выходы подключены к базам пятого и шестого транзисторовколлекторы которых соединены с шиной питания, а эмиттеры через соответствующие резисторы - с общей шиной, а также выходную широкополосную согласующую цепь, при этом эмиттеры первого, четвертого и пятого транзисторов, а также эмиттеры второго, третьего и шестого транзисторов соответственно соединены между собой, и между точками их соединения включен элемент отрицательной обратной связи, при этом коллекторы первого и третьего и четвертого и второго транзисторов соответственно соединены между собой и точки их соединения подключены к выходной широкополосной согласующей цепи 2j .

Однако известный балансный моду-лятор также не обеспечивает достаточной точности передачи закона, .модуляции из-за неравных величин емкостей, вносимых плечами балансного модулятора в выходную широкополосную Оогласующую цепь.

Цель изобретения - повышение точности передачи закона модуляции.

71ля достижения цели в балансном модуляторе, содержащем входную Широкополосную согласующую цепь, вход которой является входом модулируемого сигнала балансного модулятора а противофазные выходы подключены соответственно к базам первого и второго транзисторов, входную согласующую цепь, вход которой является входом модулирующего сигнала ба

лансного модулятора, а противофазные выходы подключены соответственно к базам третьего и четвертого транзисторов, коллекторы которых соединены с шиной питания, а эмиттеры через соответствующие резисторы - с общей шиной, а также выходную широкополосную согласующую, цепь при этом эмиттеры первого н третьего и второго и четвертого транзисторов соединены соответственно между собой, и между точками их соединения включен элемент отрицательной обратной связи, коллекторы первого и вто.рого транзисторов подключены к выходной широкополосной согласующей цепи через соответствующие введенные полупроводниковые диоды и к общей шине через введенные конденсаторы, один из которых выполнен регулируемым.

Цель достигается тем, что в балансном модуляторе, выполненном в виде двойного балансного модулятора, содержащем входную широкополосную согласующую цепь,. вход которой является входом модулируемого сигнала балансного модулятора, а противофазные выходы подключены соответственно к базам первого и второго и третьего и четвертого транзисторов, входную согласующую цель вход которой является входом модулирующего сигнала балансного модулятору, а протквофазнь1е выходы подключены к базам пятого и шестого транзисторов, коллекторы которых соединены с шиной питания, а эмиттеры через соответствующие резисторы - с общей шиной, а также выходную широкополосную согласующую цепь,, при этом эг-шттеры первого, четвертого и пятого транзисторов, а также эмиттеры второго, третьего и шестого транзисторов соответственно соединены между

.собой, и между точками их соединения включен элемент отрицательной обратной связи, коллекторы первого и третьего транзисторов и коллекторы второго и четвертого 1ранзисторов

соединены соответственно собой через введенные встречно включенные полупроводниковые диоду и точки их соединения подключены к соответствующим входам выходной широкополосной согласующей цепи,, меящу коллекторами первого и четвертого транзисторов и общей шиной введены конденсаторы, а между коллекторами: второго и третьего транзисторов введен регулируемой конденсатор,,

На фиг. 1 представленапринципиальная электрическая схема балансного модулятора (1-й вариант): на

фиг. 2 - принципиальная электрическая схема балансного модулятора, выполненного в виде двойного балансного модулятора ( вариант) „ на

фиг. 3 - возможное выполнение выходной широкополосной.согласующей цепи

Балансный модулятор (1-й вариант содержит широкополосную согласующую цепь 1, первый 2 и второй 3 транзисторы, входную согласующую цепь 4, третий 5 и четвертый 6 .транзисторы, резисторы 7 и 8, элемент 9 отрицательной обратной связи, выходную широкополосную согласующую цепь 10, полупроводниковые диоды 11 и 12, конденсатор 13 и регулируемый конденсатор 14.

Балансный модулятор, выполненный в виде ДВОЙНОГО балансного модулятора (2-ft вариант), содержит входную широкополосную согласующую цепь 15, первый, второй, третий и четвертый транзисторы 16-19, .входную согласующую цепь 20, пятый 21 и шестой 22 транзисторы, резисторы 23 и 24, элемент 25 отрицательной обратной связи, выходную широкополосную согласующую цепь 26, полупроводниковые диоды 27-30, конденсаторы 31 и 32, регулируемый конденсатор 33.

Балансный модулятор (1-й вариант работает следующим образом.

Модулируемый сигнал поступает на входную широкополосную согласующую це.пь 1. С ее выхода два противофазных сигнала поступают на базы первого 2 и второго 3 транзисторов. Низкочастотный модулирующий сигнал через входную согласующую цепь 4 поступает на базы третьего 5 и четвертого 6 транзисторов также в противофазе, что обеспечивает поочередное включение плеч балансного модулятора. Одновременно с первым 2 и вторым 3 транзисторами открываются полупроводниковые диоды 11 и 12, включенные в их коллекторные цепи, подключая их к выходной широкополосной согласующей цепи 10,.

При запирании первого 2 и второго 3 транзисторов полупроводниковые диоды 11 и 12 также запираются. Поочередное включение первого 2 и второго 3 транзисторов приводит к тому, что на выходную широкополосную согласующую цепь 10 сигналы поступают в противофазе и на ее выходе присутствует сигнал, фаза кото5РОГО зависит от того, какой из транзисторов 2 или 3 открыт в да:нный момент времени.

Наличие полупроводниковых диодов 11 и 12, постоянного конденсатора 13 и регулируемого конденсатора 14 позволяет выровнять величины емкостей, вносимых плечами балансного модулятора в выходную широкополосную согласующую цепь 10. При этом широкополосность выходной широкополосной согласующей цепи 10 остается практически неизменной, так как вносимые в нее емкости гораздо меньше ее собственной емкости.

При включении первого транзистора 2 (второй транзистор 3 закрыт) в выходнуюширокополосную согласующую цепь 10 балансного модулятора (фиг. 2) вносится емкость

Cgbivj + С 13,

где - выходная емкость транзистора 2.

При включении второго транзистора 3 (первый транзистор 2 закрыт) в выходную широкополосную согласующую цепь 10 вносится емкость Свыхз+ С 14,

где Cgyx,- выходная емкость второго транзистора 3.

Емкости Cebiiij и С0ь1Хэ/ как правило, не равны одна другой. Поэтому регулируемый конденсатор С 14 является подстроечным. Его величина при настройке выбирается такой, чтобы выполнялось равенство

Cftbuj + С 13 Сдь,5+ С 14.

В том случае, когда открыт перВЫЙ транзистор 2 (а с ним и полупроводниковый диод 11 в его коллекторной цепи) и закрыт второй транзистор 3 (ас ним и полупроводниковый диод 12 в его коллекторной цепи), в выходную широкополосную согласующую цепь 10 вносится только емкость Сдьич + С 13.

Когда открыт второй транзистор 3 (а с ним и полупроводниковый диод 12 в его коллекторной цепи) и закрыт

первый транзистор 2 (а с ним и полупроводниковый диод 12 в его коллекторной цепи), в выходную широкополосную согласующую цепь 10 вносится только емкость Сцн., + С 14.

Таким образом, полупроводниковые диоды 11 и 12 исключают влияние на выходную широкополосную согласующую цепь 10 вносимых емкостей тех плеч балансного модулятора, которые

в данный момент.закрыты. В случае отсутствия полупроводниковых диодов 11 и 12 в выходную .широкополосную согласующую цепь 10 емкости + + С 13 и Свыхз + С 14 будут вноситься одновременно, что сильно затруд нит настройку балансного модулятора, так как вносимые емкости станут соизмеримы с собственной емкостью выходной широкополосной согласующей цепи 10, а это приведет к трудностям настройки ее на несущую частоту.; Балансный модулятор, выполненный в виде двойного балансного модулятора (2-й вариант), работает аналогичным образом, с той разницей, что с

противофазных выходов входной широкополосной согласующей цепи 15 модулируемый сигнал поступает соответственно на базы первого 16 и второго 17 и третьего 18 и четвертого 19

транзисторов, а модулирующий сигнал j пятого 21 и шестого 22 транзисторов поступает на соответственно попарно соединенные эмиттеры первого 16 и четвертого 19 и второго 17 и третьего 18 транзисторов ббеспечивая поочередное включение этих пар транзисторов, что также приводит к тому, что на выходную широкополос ную согласующую цепь 26 сигналы так же поступают в противофазе. В этом случае на выходе выходной широкополосной согласующей цепи 26 присутствует сигнал, фаза которого зависит от того, какая из указанных пар транзисторов открыта в данный момент времени. полупроводниковые диоды 27-30, конденсаторы 31 и 32 и регулируемый конденсатор 33 поз-воляют выравнять величины емкостей, вносимых плечами балансного модулятора в выходную широкополосную согласующую цепь 26. При включении первого 16 и четвертого 19 транзисторов к выходной широкополосной согласующей цепи 26 подключается емкость . С 31 Сеых 16 Свы 19 -Г- Свь,; 16 + С,,„ 19 где Саь, 16 и Свь,х 19 выходные емкости первого и четвертого транзисторов 16 и 19 соответственно. При включении второго 17 и треть его 18 транзисторов к выходной широкополосной согласующей цепи 26 ;подключается емкость г тт + CBbixl8--C.BbHtl7 - с-ТГТс п где и Cgt,,18 - выходные емкости второго и треть его транзисторов 17 и 18 соответственно. Чтобы не происходило скачкообразного изменения частоты настройки выходной широкополосной coглacs Iцeй цепи 26 при переключении плеч балансного модулятора, необходимо, чтобы, выполнялось услов.ие с 31(32) Свои 16 Cgbal9 2j . + Cgajiia С 33 + ..... 18 -f С8„,-17 Выполнение этого равенства добиваются с помощью регулируемого кондексатора 33. При выполнении выходной широкополосной согласующей цепи 26 в виде трансформатору типа длинной линии {фиг. 3) необходимо наличие двух одинаковых конденсаторов 31 и 32 постоянной емкости, так как если ограничиться только одним постоянным конденсатором, то при включении соответствующего плеча будет вноситься различная емкость в обмотки трансформатора, в результате чего возникнет разбаланс. Таким образом, в предложенном балансном моду яторе путем выравнивания емкостей, вносимых плечами балансного модулятора в выходную широкополосную цепь, повышается точН(сть передачи закона фазовой манипуляции -f-4- до 0,03 и увеличивается мощность боковых полос за счет снижения мощности остатка несущей частоты. При использовании предложенного устройства в качестве демодулятора Фазоманипулированного сигнала- увели-; чивается помехоустойчивость радиоприемных устройств при воздействии сосредоточенным спект&ЫХ

I

Т

1. Балансный модулятор, содержащий входную широкополосную согла-. сующую цепь, вход которой является входом модулируемого сигнала балансного модулятора, а противофазные выходы подключены соответственно к базам первого и второго транзисторов , входную согласующую цепь, вход которой является входом модулирующего сигнала балансного модулятора, а противофазные выходы подключены соответственно к базам третьего и четвертого транзисторов, коллектбры которых соединены с шиной питания, а эмиттеры через соо ветствующие резисторы - с общей шиной, а также выходную широкополосную согласующую цепь, при этом эмиттеры первого и третьего и второго и четвертого транзисторов соединены соответственно между собой, и между точками их соединения включен элемент отрицательной обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности передачи знака модуляции, коллегкторы первого и второго транзисторов подключены к выходной широкополосной согласующей цепи через йоответствующие введенные полупроводниковые диоды и к общей иотне через введенные конденсаторы, один из которых выполненрегули-; руемым. , 2. Балансный модулятор, выполненный в виде двойного балансного модулятора, содержащий входную широкополосную согласующую цепь, вход которой является входом модулируемого сигнала балансного модулятора, а противофазные выходы подключены соответственно к бс1зам первого и второго и третьего и четвертого транзисторов входную согласующую цепь, вход которой является входом модулирующего С1 гнала балансного модулятора, а противофазные выходы подключены к базам пятого и шестого транзисторов, коллекторы которых соединены с шиной питания, а эмиттеры через соот(Л ветствующие резисторы - с общей шиной, а также выходную широкополосную согласующую цепь, при этом эмиттеры первого, четвертого и пятого транзисторов, а также эмиттеры второго, третьего и шестого транзисторов соответственно соединены между собой, и между точками их соединео ю ния включен элемент отрицательной обратной связи, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности передачи закона модуляции, 00 коллекторы первого и третьего транj; l; зисторов и коллекторы второго и четвертого транзисторов соединены соответственно между собой через введенные встречно включенные полупроводниковые диоды и точки их соединения подключены к соответствующим входам выходной широкополосной согласующей цепи, между коллекторами первого и четвертого транзисторов и общей шиной введены конденсаторы, а между коллекторами второго и .третьего транзисторов введей. регулируемый конденсатор.

Л

г

Uc

пнтнн

И

8

Вь/х

Гт

.

УВых. -т2Л

Фиг-3