Фазовый детектор Советский патент 1984 года по МПК H03D3/02 

Э 1 SD .р.

2. Детектор по п.1, отличают и и с я тем, что корректирующий блок выполнен на аналогичном фазовому детектору полевом транзисторе и резистивном делителе напряжения, при этом первый и второй затворы полевого транзистора являются соответственно первым и вторым входами корректирующего блока, вход резистивного делителя напряжения соединен со стоком полевого транзистора и через резистор с источником питания, исток полевого транэистора подключен к общей шине,а выход резистивного делителя напряжения является выходом корректирующего блока.

1.ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТОР, содержащий полевой транзистор, первый затвор которого является входом опорного сигнала, последовательно соединенные усилитель-ограничитель входного сигнала и первый фильтр нижних частот, выход которого подключен ко второму затвору полевого транзистора, а также второй фильтр нижних частот, вход которого соединен со стоком полевого транзистора и через нагрузочный резистор с источником питания, а выход является выходом фазового детектора, причем исток полевого транзистора соединен с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения точности детектирования, введены два амплитудных детектора и корректирующий блок, первый и второй входы которого подсоединены соответственно к выходам первого и второго еаотлитудных детекторов, а выход соединен по постоянному току с одним из затворов поле-г вого транзистора, входы первого и второго амплитудных детекторов подключены соответственно к первому затвору полевого-транзистора и к выходу усилителя-ограничителя входного сигнала.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах фазовой синхронизации гетеродинов, передатчиков, синтезаторов частот, работающих при частотах сравнения, находящихся в децимеровом диапазоне ллин волн.

Фазовые детекторы, выполненные на полупроводниковых диодах, имеют невысокие значения крутизны характеристики и коэффициента передачи,что приводит к необходимости использования больших уровней выходных сигналов. Ламповые схемы требуют высокого анодного питания и больших токов по накальной цепи, что усложняет источник питания.

Фазовые детекторы на цифровых интегральных микросхемах работают на частотах вплоть до 10-20 МГц. Дальнейшее увеличение значений частот сравнения сдерживается ограниченностью частотного диапазона цифровых интегральных микросхем. Кроме того, с ростом частоты у них резко увеличивается токопотребление.

Известен фазовый детектор, содержащий последовательно соединенны ключ, элемент памяти и фильтр нижних частот, а также канал формирования опорного сигнала, причем выход этого канала соединен с управляющим входом ключа СИ.

Данный фазовый детектор относится к детекторам типа выборка - запоминание и отличается недостаточно большим диапазоном рабочих частот, Частоты сравнения данного фазового детектора в зависимости от выбранной элементной базы колеблются от 20 до 30 МГц и не более.

Наиболее близким по технической. сущности к изобретению является фазовый детектор,, содержащий полевой транзистор, первый затвор которого является входом опорного сигнала, последовательно соединенные усилитель-ограничитель входного сигнала и первый фильтр нижних частот, выход которого подключен к второму затвору полевого транзистора, а

также второй фильтр нижних частот, вход которого соединен со стоком полевого транзистора и через нагрузочный регистр - с источником пита5 ния, а выход является выходом фазового детектора, при этом полевого транзистора соединен с общей шиной t2 2 .

Известный фазовый детектор отли0 чается нестабильностью постоянной составляющей на стоке транзистора в диапазоне температур и в зависимости от уровня высокочастотных сигналов на затворах.

5 Цель изобретения - повышение точности детектирования.

Поставленная цель достигается тем, что в фазовый детектор, содержащий полевой транзистор, первый затвор которого является входом опорного сигнала, последовательно соединенные усилитель-ограничитель входного сигнала и первый фильтр нижних частот, выход которого подключен ко второму затвору полевого транзистора, а также второй фильтр нижних частот, вход которого соединен со стоком полевого транзистора и через нагрузочный резистор с источником питания, а выход является

0 выходом фазового детектора, причем исток полевого транзистора соединен с общей шиной, введены два eiMплитудных детектора, и корректирующий блок, первый и второй входы ко5 торого подсоединены соответственно к выходам первого и второго амплитудных детекторов, а выход соединен по постоянному току с одним из затво ров полевого транзистора, входы

0 первого и второго амплитудных детекторов подключены соответственно к первому затвору полевого транзистора и к выходу усилителя-ограничителя входного сигнала, , .. ,

с Кроме того, корректирующий блок выполнен на аналогичном фазовому детектору полевом транзисторе и резистивном делителе напряжения, при этом первый и второй затворы полевого транзистора являются соответственно первым и вторьом входами корреЬтирующего блока, вход резистивного делителя напряжения соединен со сто ком полевого транзистора и через резистор с источником.питания, исток полевого транзистора подключен к общей шине, а выход резистивного делителя напряжения является выходом корректирующего блока.

На фиг, 1 представлена функциональная электрическая схема предлагаемого фазового детектора; на фиг, 2 - принципиальная электрическая схема корректирующего блока.

Фазовый детектор содержит полевой транзистор 1, первый затвор которого является входом 2 опорного сигнала, последовательно соединенные усилитель-ограничитель 3 входного сигнала 4 и первый фильтр 5 нижних частот, выход которого подключен к эторому затвору полевого транзистора 1, второй фильтр 6 нижних частот, вход которого соединен со стоком полевого транзистора 1 и через нагрузочный резистор 7 с источником 8 питания, первый и второй амплитудные детекторы 9 и 10 входы которых подключены соответственно к первому затвору полевого транзистора 1 и к выходу усилителя-ограничителя 3 входного сигнала 4, корректирующий блок 11, выход которого соединен по постоянному току с одним из затворов полевого транзистора 1, при этом корректирующий блок 11 содержит аналогичный полевой транзистор 12 и резистивный делитель 13 напряжения, первый и второй затворы полевого транзистора

12являютсй соответственно первым и вторым входами 14 и 15 корректирующего блока 11, резистивный делитель

13напряжения соединен со стоком полевого транзистора 12 и через резистор 16 - с источником 8 питания, выход резистивного делителя 13 напряжения является выходом 17 корректирующего блока.

Фазовый детектор работает следующим образом.

Опорный и,входной сигналы поступают на первый и второй входы 2 и 4 фазового детектора, при этом входной сигнсШ получает дополнительное усиление и ограничение на определенном уровне в пределах изменения мощности входного сигнала. Высшие гармоники ;Отфильтровываются фильтром 5 нижних частот. При совпадении частот опорного гетеродина и входного сигнала на стоке полевого транзистора 1 (на нагрузочном резисторе 7) выделяется

напряжение, величина и полярность которого зависит от соотношения фаз указаннЕлх сигналов. Высокочастотные составляющие с частотами i и if,K кратные им отфильтровываются фильтром 6 нижних частот. Часть мощности сигналов fo и 1ьх ответвляется на амплитудные детекторы 9 и 10. Полученное в результате детектирования постоянное напряжение поступает на корректирующий блок 11. Изменение уровня постоянной составляющей напряжения на стоке полевого транзистора 1, возникающее при воздействии на затворы полевого транзистора 1 мощности сигналов f, и fav, компенсируется изменением рабочей точки полевого транзистора 1, Изменение положения рабочей точки указанного транзистора дос тигается подачей управляющего напряжения на один .из его затворов, причем управляющее напряжение формируется в корректирующем блоке 11 из постоянных напряжений, полученных в результате детектирования.

Таким образом, увеличение уровня мощности сигнала на каком-либо входе фазового детектора приводит к уменьшению уровня постоянной составляющей напряжения на стоке полевого транзистора 1, за счет напряжения управления,поступающего с корректирующего блока 11, он возвращается в исходное состояние, равное первоначально выбранному значению уровня постоянной составляющей напряжения; Температурная нестабильность уровня постоянной составляющей напряжения компенсируется выбором соответствующего режима работы полевого транзистора 12 корректирующего блока 11, поскольку характер изменения тока в диапазоне температур зависит от величины тока, протекающего через полевой транзистор. Первоначальная регулировка фазового детектора осуществляется с помощью резистивного делителя 13 напряжения.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого фазового Детектора по сравнению с известным состоит в том, что за счет отслеживания уровней мощности входных сигналов он позволяет поддерживать уровень постоянной составляющей напряжения на выходе фазового детектора в широком диапазоне мощностей входных сигналов, за счет температурной компенсации поддерживается постоянство уровня постоянной составляющей выходного напряжения в .диапазоне температур, в результате чего повышается точность детектирования.