Преобразователь частоты Советский патент 1990 года по МПК H03D7/14 

ел

о

о

Јъ

О

Изобретение относится к радиотех- нике и может быть использовано в радиоприемных и других радиотехнических устройствах для переноса спектра сигнала по частоте.

Целью изобретения является увеличение степени подавления паразитных частот.

На чертеже показана электрическая схема преобразователя частоты.

Преобразователь частоты содержит гетеродинный параллельный LC-контур 1, первый резистор 2, разделительный конденсатор 3, первый транзистор 4, второй резистор 5, третий резистор 6, RC-цепь из токозадающего резистора 7 и блокировочного конденсатора 8, источник 9 питания, параллельный LC-контур 10 промежуточной частоты, второй 11, третий 12 и четвертый 13 транзисторы, выход 14 преобразователя частоты. t

Транзистор 4 выполняет функцию генератора стабильного тока (ГСТ). На его базу подаются входной сигнал через разделительный конденсатор 3 и постоянное смещение от источника 9 питания через делитель напряжения, образованный резисторами 5 и 6. Эмиттер транзистора 4 через токоза- дающий резистор 7 ГСТ и блокировочный конденсатор 8 подключен к первому выводу источника 9 питания. Нагрузкой преобразователя частоты является параллельный LC-контур 10, настроенный на промежуточную частоту fпч . Внутренним гетеродином (ВГ) преобразователя частоты является со- вокупность транзисторов 11-13 и параллельного LC-контура 1, настроенного на частоту гетеродина ЈгетПреобразователь частоты работает следующим образом.

Расмотрим, каким образом достигается преобразование частоты, предполагая, что на базе транзистора 11 уж существует переменное напряжение гетеродина с частотой frer. Входной сигнал с частотой fc поступает на базу транзистора 4, усиливается им по схеме с общим эмиттером (ОЭ) и подается на объединенные эмиттеры транзисторов 11 и 12. Так как сопротивление гетеродинного параллельного LC-хонтура 1 ВГ на частоте Јс мало, то ранзистор 11 и транзистор 12 по сигналу с частотой fc оказываются

5 0

5 Q -.

5

5

включенными по схеме с общей базой (ОБ).

Усиленный сигнал снимается с коллекторов транзисторов 11 и 12 и прикладывается между базой и эмиттером транзистора 13. Если напряжение гетеродина на базе транзистора 11 равно нулю (мгновенное значение), то коллекторные токи (а следовательно, и крутизна) транзисторов 11 и 12 равны. Поэтому амплитуды напряжений с частотой fc на коллекторах транзисторов 11 и 12 также равны и син- фазны, а значит, между базой и эмиттером транзистора 13 нет напряжения с частотой fc. Следовательно, на коллекторе транзистора 13 (т.е. фактически на выходе 14) нет напряжения с частотой fс. Таким образом, преобразователь частоты является баланс ным по входному сигналу, т.е. подавляет частоту fc на выходе 14,

Если на базе транзистора 11 гете родинное напряжение положительно и максимально (пик положительной полуволны) , то коллекторный ток транзистора 11 увеличивается, а коллекторный ток транзистора 12 соответственно уменьшается, т.е. происходит перераспределение тока ГСТ. Усиление транзистора 11 становится больше, чем усиление транзистора 12, а следоваг тельно, сигнал на эмиттере транзистора 13 становится больше, чем на его базе, т.е. между базой и эмиттером транзистора 13 появляется преобразованный сигнал Этот сигнал усиливается транзистором 13 и появляется на выходе 14 с той же фазой, что и сигнал на его эмиттере, т.е. напряжение сигнала на эмиттере транзистора 13 больше, чем на его базе, а в этом случае он не инвертирует входной сигнал.

Если на базе транзистора 11 действует пик отрицательной полуволны гетеродинного напряжения, то усиление транзистора 11 меньше усиления транзистора 12 и на коллекторе транзистора 13 снова появляется преобразованный сигнал, но уже противофазный тому, который был при положительной полуволне на базе транзистора 11, так как напряжение сигнала на базе транзистора 13 больше, чем на его эмиттере, и в этом случае он инвертирует входной сигнал.

31566461

Таким образом, при действии гетеродинного сигнала на базе транзистора 11 происходит изменение амплитуды и фазы сигнала с частотой Јгвт,т.е. преобразование частоты.

Рассмотрим работу ВГ. Сигнал частоты гетеродина,имеющийся на гетеродинном параллельномLC-контуре I .усиливается по мощности транзистором 1 1 по схеме ю мал. В известном преобразователе

6

ход определяется током с частотой Јгет , протекающим между коллектор и эмиттером транзистора 13, котор для петли ПОС включен по схеме с ОК. Его эмиттерной нагрузкой явля высокое выходное сопротивление ко лекторной цепи транзистора 11, по

му ток с частотой Јгрт достаточно

с общим коллектором (ОК) и подается на эмиттер транзистора 12, выполняющего роль усилителя,по схеме с ОБ. С коллекторной нагрузки (резистора 2) транзистора 12 усиленное гетеродинное напряжение подается на базу транзистора 13, включенного по частоте Јгбт по схеме с ОК (так как сопротивление параллельного LC-кон- тура 10 на частоте frer невелико). С эмиттера транзистора 13 усиленное гетеродинное напряжение через емкость коллектор - база транзистора 11 вновь подается на гетеродинный параллельный LC-контур 1, замыкая таким образом цепь положительной обратной связи (ПОС). Коэффициент усиления петли ПОС определяется усилением каскадного включения ОК-ОБ-ОК. Поскольку все эти каскады являются неинвертирующими, фазы выходного и входного сигналов одинаковы. Таким образом, за счет действия описанной цепи ПОС входное сопротивление транзистора 11 по переменному току отрицательно, т.е при подключении к входу транзистора 11 колебательного контура (параллельного LC-контура 1) в схеме возникают автоколебания на частоте этого конту-

В предлагаемом преобразователе частоты усиление в петле ПОС определяется усилением каскада ОК-ОБ-ОК и существенно больше, чем у известного, имеющего схему включения транзисторов ОК-ОБ. Большее усиление петли ПОС позволяет слабее связать гетеродинный параллельный LC-контур 1 (контур ВГ) со схемой, что заметно повышает стабтльность частоты.

В предлагаемом преобразователе частоты по сравнению с известным прохождение сигнала гетеродина на выаналогично включенный транзистор эмиттерного повторителя цепи ПОС гружен на низкое входное сопротив ние каскада с ОБ, поэтому ток с ч 15 тотой Јгет между коллектором и зми ром этого транзистора (а следоват но, и прохождение гетеродинного с нала на выход) значительно больш чем у предлагаемого преобразовате частоты.

Формула изобретен

20

Преобразователь частоты, содер

25 щий гетеродинный параллельный LC- контур, первый транзистор, база к рого является входом преобразоват ля частоты, эмиттер через КС-цепь подключен к первому выводу источн

30 питания, второй вывод которого по ключен к первому выводу параллель го LC-контура промежуточной часто коллектор - к эмиттерам второго и третьего транзисторов, о т л и jr чающийся тем, что, с цель увеличения степени подавления пар зитных частот, введен четвертый т зистор, эмиттер которого подключе коллектору второго транзистора,

40 база которого через гетеродинный п раллельный LC-контур подключена к общей шине, к которой подключена и база третьего транзистора, коллек которого подключен к базе четверто

45 транзистора и через первый резисто к второму выводу источника питания а коллектор четвертого транзистора подключен к второму выводу паралле ного LC-контура промежуточной част

50 ты, отвод катушки индуктивности ко рого является выходом преобразоват частоты.

мал. В известном преобразователе

6

ход определяется током с частотой Јгет , протекающим между коллектором и эмиттером транзистора 13, который для петли ПОС включен по схеме с ОК. Его эмиттерной нагрузкой является высокое выходное сопротивление коллекторной цепи транзистора 11, поэтомал. В известном преобразователе

му ток с частотой Јгрт достаточно

аналогично включенный транзистор эмиттерного повторителя цепи ПОС нагружен на низкое входное сопротивление каскада с ОБ, поэтому ток с час- тотой Јгет между коллектором и змитте- ром этого транзистора (а следовательно, и прохождение гетеродинного сигнала на выход) значительно больше, чем у предлагаемого преобразователя частоты.

Формула изобретения

Преобразователь частоты, содержа-

щий гетеродинный параллельный LC- контур, первый транзистор, база которого является входом преобразователя частоты, эмиттер через КС-цепь подключен к первому выводу источника

питания, второй вывод которого подключен к первому выводу параллельного LC-контура промежуточной частоты, коллектор - к эмиттерам второго и третьего транзисторов, о т л и чающийся тем, что, с целью увеличения степени подавления паразитных частот, введен четвертый транзистор, эмиттер которого подключен к коллектору второго транзистора,

база которого через гетеродинный параллельный LC-контур подключена к общей шине, к которой подключена и база третьего транзистора, коллектор которого подключен к базе четвертого

транзистора и через первый резистор к второму выводу источника питания, а коллектор четвертого транзистора подключен к второму выводу параллельного LC-контура промежуточной часто-

ты, отвод катушки индуктивности которого является выходом преобразователя частоты.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - увеличение степени подавления паразитных частот. Преобразователь частоты содержит гетеродинный параллельный LC-контур 1, резисторы 2,5 и 6, разделительный и блокировочный конденсаторы 3 и 8, транзисторы 4,11,12 и 13, токозадающий резистор 7, источник 9 питания и параллельный LC-контур 10 промежуточной частоты с выходом 14. Данный преобразователь частоты является балансным по входному сигналу, т.е. подавляет частоту входного сигнала на выходе 14. Цель достигается введением транзистора 13, который включен по частоте гетеродина по схеме с общим коллектором. С его эмиттера усиленное гетеродинное напряжение через емкость коллектор-база транзистора 11 вновь подается на гетеродинный LC-контур 1, замыкая таким образом цепь положительной обратной связи /ПОС/. Большое усиление цепи ПОС позволяет слабее связывать гетеродинный LC-контур 1 со схемой, что повышает стабильность частоты. 1 ил.