Параметрический преобразователь частоты Советский патент 1988 года по МПК H03D7/00 

6

гъ

13

1г

12

XYX

-h

//

2ff 19

-0

1

21

24

22

-

0

Изобретение относится к области радиотехники и м. б. использовано в высокочувствительных радиоприемных устр-вах. Цель изобретения - снижение уровня частотных шумов в спектре выходного сигнала. Устр-во содержит параметрический диод, г-р 2 накачки, полосовые фильтры 3 и 4 выделения первой и второй частот накачки, источник входного сигнала, полосовой фильтр (ПФ) входного сигнала, ПФ проме- жуточной частоты и нагрузку. В устр-во введен фазовращатель, а г-р 2 накачки выполнен двухчастотным и содержит двухзат- ворный полевой транзистор 10, резистивные делители II, 12 напряжения, разделительные конд-ры 13, 14, четвертьволновые отрезки 15 и 16 микрополосковых линий, резисторы 17, 18 нагрузки, отрезки 19, 20, 21,22 микрополосковых линий, блокировочный конд-р 23 и разделительный конд-р 24. Т. обр., в параметрическом преобразователе частоты с двухчастотной накачкой в спектре выходного сигнала происходит компенсация частотных шумов, обусловленных частотными шумами генераторов накачки. 2 ил. Ш (Л

i8

XXX .

iS i4 I /7

(аз.г

iO

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в высокочувствительных радиоприемных устройствах.

Цель изобретения - снижение уровня частотных шумов в спектре выходного сигнала.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема параметрического преобразователя частоты; на фиг. 2 - двухчас- тотный генератор накачки, вариант.

Параметрический преобразователь часто- 10 ты содержит параметрический диод 1, двух- частотный генератор 2 накачки, полосовые фильтры 3 и 4 выде.ения первой и второй частот накачки, фазовращатель 5, источник 6 входного сигнала, полосовой фильтр 7 входного сигнала, полосовой фильтр 8 промежуточной частоты и нагрузку 9. Двухчас- тотный генератор 2 накачки (фиг. 2) содержит двухзатворный полевой транзистор 10, первый и второй резистивные делители II и 12 напряжения, первый и второй разде- 20 лительные конденсаторы 13 и 14, первый и второй четвертьволновые отрезки 15 и 16 микрополосковых линий, первый и второй резисторы 17 и 18 нагрузки, первый, второй, третий и четвертый отрезки 19, 20, 21 и 22

15

Этот генератор (фиг. 2) выполнен на двухзатворном полево.м транзисторе 10, включенном по схеме с общим истоком. При этом баланс фаз для одного и второго генераторов обеспечивается за счет индуктивного характера сопротивлений третьего и четвертого отрезков микрополосковых линий 21 и 22, длина которых меньше л«|/2 и .х2/2, междуэлектродных емкостей двухзатворного транзистора С.л, С :у, Csi, C,i2t и емкостного характера согтротивлений первого и второго отрезков 15 и 16 микрополосковых линий в цепях затворов, так как их длина выбирается Хн1/4 и Ан2/4 соответственно. Первый отрезок 19 микрополосковых линий служит для согласования выходного сопротивления транзистора с выходом генератора. Питание на транзистор подается через дроссель, в качестве которого используется второй отрезок 20 микрополосковой линии длиной Х/4. Смещение по первому и второму затвора.м полевого транзистора формируется первым и вторым резистивными делителями II и 12 напряжения соответственно. Первый и второй резисторы 17 и 18 являются нагрузками первого и второго четвертьволновых отрезков 15 и 16 микропомикрополосковых линий, блокировочный кон- 25 лосковых линий. Из спектра выходного сигденсатор 23 и разделительный конденсатор 24.

Пара.метрический преобразователь частоты работает следующим образом.

Входной сигнал преобразуемой частоты fc от источника 6 входного сигнала поступает на параметрический диод 1 через полосовой фильтр 7 входного сигнала. От двух- частотного генератора 2 накачки через полосовые фильтры 3 и 4 выделения первой и второй частот накачки и фазовращатель 5 на параметрический диод 1 одновременно поступают сигналы накачки с частотами fm и f,,2. При этом частоты сигналов накачки выбраны равными

н| f«2 f -|-fn4

ИЛИ

fn 4 (f« 2-U i ) , -fn , „ 2-ff,

нала двухчастотнос О генератора 2 накачки через разделительный конденсатор 24 сигнал поступает на полосовые фильтры 3 и 4 выделения первой и второй частот накачки ы

и fw;;.

30 Так как оба генератора частот накачки выполнены на одном активном элементе - двухзатворно.м полевом транзисторе, то щу- мовой ток канала полевого транзистора вызывает равные и коррелированные между собой флуктуации частот fni и Гн2. Соответ 5 ственно будут корректированы и флуктуации частот накачки, обусловленные шумовым током канала, наведенным в первый и второй затворы полевого транзистора. Таким образом, в двухчастотном генераторе 2 накачки,

4Q выполненном на двухзатворном полевом тран зисторе, выходные частоты «i и 1н2 имеют равные и коррелированные между собой флуктуации частоты, т. е. дисперсии флуктуации частоты .

гдеfn4 - преобразованная частота, выделяемая полосовым фильтром 8 промежуточной частоты на нагрузке 9.

Под воздействием двух сигналов накач- ки происходит модуляция емкости параметрического диода 1, и ввиду нелинейной зависимости ее от приложенного напряжения спектр результирующего сигнала содержит комбинационные составляющие, одна из которых с частотой п4 выделяется на нагруз- ке 9. Кроме того, за счет обратного преобразования напряжения с частотой fn4 в fc происходит регенерация входного контура - полосового фильтра 7 входного сигнала, что обеспечивает преобразование частоты входного сигнала с усилением.

Два сигнала накачки с частотами fm и «2 формируются одним двухчастотным генератором 2 накачки.

0 0

5

Этот генератор (фиг. 2) выполнен на двухзатворном полево.м транзисторе 10, включенном по схеме с общим истоком. При этом баланс фаз для одного и второго генераторов обеспечивается за счет индуктивного характера сопротивлений третьего и четвертого отрезков микрополосковых линий 21 и 22, длина которых меньше л«|/2 и .х2/2, междуэлектродных емкостей двухзатворного транзистора С.л, С :у, Csi, C,i2t и емкостного характера согтротивлений первого и второго отрезков 15 и 16 микрополосковых линий в цепях затворов, так как их длина выбирается Хн1/4 и Ан2/4 соответственно. Первый отрезок 19 микрополосковых линий служит для согласования выходного сопротивления транзистора с выходом генератора. Питание на транзистор подается через дроссель, в качестве которого используется второй отрезок 20 микрополосковой линии длиной Х/4. Смещение по первому и второму затвора.м полевого транзистора формируется первым и вторым резистивными делителями II и 12 напряжения соответственно. Первый и второй резисторы 17 и 18 являются нагрузками первого и второго четвертьволновых отрезков 15 и 16 микропо5 лосковых линий. Из спектра выходного сиглосковых линий. Из спектра выходного сиг

нала двухчастотнос О генератора 2 накачки через разделительный конденсатор 24 сигнал поступает на полосовые фильтры 3 и 4 выделения первой и второй частот накачки ы

и fw;;.

Так как оба генератора частот накачки выполнены на одном активном элементе - двухзатворно.м полевом транзисторе, то щу- мовой ток канала полевого транзистора вызывает равные и коррелированные между собой флуктуации частот fni и Гн2. Соответственно будут корректированы и флуктуации частот накачки, обусловленные шумовым током канала, наведенным в первый и второй затворы полевого транзистора. Таким образом, в двухчастотном генераторе 2 накачки,

выполненном на двухзатворном полевом транзисторе, выходные частоты «i и 1н2 имеют равные и коррелированные между собой флуктуации частоты, т. е. дисперсии флуктуации частоты .

На параметрическом диоде 1 происходит сложение флуктуации частот накачки. В соответствии с общим правилом сложения дисперсий двух коррелированных процессов для дисперсии суммарного процесса имеем

, где R - радиус или коэффициент корреляции. С учетом дисперсии частотных флуктуа4550

55

ций входного сигнала бе, которые не кор- релированы с флуктуациями частот накачки, для дисперсии частотных флуктуации выделяемой промежуточной частоты имеют

o 4 af +Ot Of-Hoj,+aM ±2Нон |Ст«2.

Так как о,

R -- за счет наличия в цепи подключения одной из частот накачки фазовращателя 5 с , то на выходе преобразователя частоты получают сигнал с дисперсией частотных флуктуации о„, (.

Таким образом, в параметрическом преобразователе частоты с д ухчастотной накачкой, генератор частот накачки которого выполнен на двухзатворном полевом транзисторе, в спектре выходного сигнала происходит компенсация частотных шумов, обусловленных частотными шумами генераторов накачки.

Формула изобретения

Параметрический преобразователь частоты, содержащий последовательно соединенные источник входного сигнала, полосовой

0

фильтр входного сигнала, полосовой фильтр промежуточной частоты и нагрузку, параметрический диод, включенный между выходом полосового фильтра входного сигнала и общей шиной, последовательно соединенные генератор накачки и полосовой фильтр выделения первой частоты накачки, выход которого подключен к выходу полосового фильтра входного сигнала, а также полосовой фильтр выделения второй частоты накачки, отличающийся тем, что, с целью снижения уровня частотных шумов в спектре выходного сигнала введен фазовращатель, включенный между выходами полосовых фильтров выделения первой и второй частот накачки, а генератор накачки выполнен двух- частотным, выход которого подключен к входу полосового фильтра выделения второй частоты накачки.