Балансный преобразователь частоты Советский патент 1984 года по МПК H03D7/14 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для преобразования частоты в приемниках и передающих устройствах, а также в радиотехнических устройствах различного назначения.

Известен балансный преобразователь частоты, содержащий три транзистора, эмиттеры первого и второго из которых непосредственно соединены с коллектором третьего транзистора, базы - с выходами формирователя прямоугольного сигнала гетеродина, при этоЫ источник сигнала включен между базой и эмиттером третьего транзистора, а нагрузка включена Б цепи коллектора второго транзистора СП.

Однако данный балансный преобразователь частоты roieeT высокий уровень шума и низкий динамический диапазон.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является балансный преобразователь частоты, содержащий первый и второй транзисторы, включенные по дифференциальной схеме, базы которых соединены с парафазными выходами гетеродина, а к коллекторам подключена симметричная дифференциальная нагрузка, и генератор тока, выполненньй На третьем транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, база которого соединена с источником сигнала, коллектор с объединенными эмиттерами первого и второго транзисторов 1.2.

Недостатком известного балансного преобразователя частоты является высокий уровень шума на выходе, обусловленный шумами всех трех транзисторов, в основном транзисторами дифференциальной схемы, особенно проявляющийся при отсутствии напряжения гетеродина, что делает практически невозможным работу балансного преобразователя частоты с радиоимпульсным напряжением гетеродина.

Наличие шумов на выходе балансного преобразователя частоты приводит-к значительному ухудшению отношения сигнал/шум и уменьшению динамического диапазона.

Цель изобретения - уменьшение уровня шума и увеличение динамического диапазона.

Поставленная цель достигается тем, что в балансный преобразователь частоты, содержащий первый и второй транзисторы, включенные по дифференциальной схеме, базы которых соединены с парафазами выходами гетеродина, а к коллекторам подключена симметричная дифференциальная нагрузка, и генератор тока, выполненный на третьем транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, база которого соединена с источником сигнала, введены резистор, включенный между эмиттерами первого и второго транзисторов, и автотрансформатор, средняя точка обмотки которого соединена г. коллектором третьего транзистора, а начало и конец обмотки подключены к эммитерам первого и второго транзисторов соответственно.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема балансного преобр азователя частоты.

Устройство содержит первьй 1 и второй 2 транзисторы, генератор тока, выполненный на третьем транзисторе 3, гетеродин 4, симметричную дифференциальную нагрузку 5, резистор 6, автотрансформатор 7 и источник 8 сигнала.

Балансный преобразователь частоты работает следующим образом.

Напряжение источника 8 сигнала поступает на базу третьего транзистор 3 генератора тока, при этом в коллекторной цепи третьего транзистора 3 возникает переменная составляющая тока сигнала, по величине равная произведению крутизны переходной

характеристики на амплитуду входного сигнала, которая поступает через встречно включенные обмотки автотрансформатора 7 и резистор 6 в цепь эмиттеров первого 1 и второго 2 транзисторов, на базы которых с парафазных выходов гетеродина 4 поступают гетеродинные напряжения, сдвинутые одно относительно другого на 180°. Преобразование частоты происходит за счет перемножительных свойств первого и второго 2 транзисторов, включенных по дифференциальной схеме. В цепях коллекторов первого 1 и второго 2 транзисторов возникают противофазные составляющие токов промежутоной частоты. На симметричной дифференциально нагрузке 5, состоящей ,из высокочастотного трансформатора 9 и конденсатора 10, включенной между коллекторами первого 1 и второго 2 транзисторов, происходит вьщеление и сложение соетавляющих коллекторных токов промежу точной частоты.

Включение в эмиттерную цепь первог 1 и второго 2 транзисторов эквивалентного сопротивления, образованного параллельным соединением обмотки автотрансформатора 7 и резистора 6, позволяет, не изменяя режим схемы по постоянному току и крутизну преобразования балансного преобразователя частоты, уменьшить усиление первого 1 и второго 2 транзисторов по цепи гетеродина 4 и тем самым значительно уменьшить выходной уровень шума, определяемый этими транзисторами.

Для сигнала, поданного в среднюю точку автотрансформатора 7, обмотки его включены встречно, и поэтому его входное сопротивление практически очень мало, вследствие этого состав и уровень комбинационных составляющих в спектре выходного сигнала

остаются такими же, как и в извест ном устройстве.

Резистор 6 служит для уменьшения уровня гетеродинного напряжения, а также для уменьшения входного сопротивления автотрансформатора 7 при работе балансного преобразователя частоты в режиме коммутации транзисторов 1 и 2.

Таким образом, введение автотрансформатора и резистора позволяет снизить уровень шума на выходе балансного преобразователя частоты, обусловленный шумами транзисторов, включенных по дифференциальной схеме, при сохранении низкого уровня комбинационных составляющих в выходном сигнале. В результате улучшается чувствительность и увеличивается динамический диапазон входных сигналов , что расширяет область применения п11еобразователя частоты.

БАЛАНСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий первый и второй транзисторы, включенные по дифферен циалъной схеме, базы которых соединены с парафазными выходами гетеродина, а к коллекторам подключена симметричная дифференциальная нагрузка, и генератор тока, выполненный на третьем транзисторе, .включенном по схеме с общим эмиттером, база которого соединена с источником сигнала, отличающийся тем, что, с целью уменьшения уровня шума и увеличения динамического диапазона, в него введены резистор, включенный между эмиттерами первого и второго транзисто- роз и автотрансформатор, средняя точка обмотки которого соединена с коллектором третьего транзистора, а. начало и конец обмотки подключены к змиттерам первого и второго транзисторов соответственно.