Частотно-импульсный модулятор Советский патент 1992 года по МПК H03K7/06 

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в системах передачи и преобразования информации.

Цель изобретения - повышение линейности модуляционной характеристики путем уменьшения времени переключения модулятора.

На чертеже представлена функциональная схема частотно-импульсного модулятора.

Модулятор содержит транзисторы 1 и 2, резистор 3, генераторы 4 и 5 тока, транзисторы 6-9, времязадающий конденсатор 10, транзисторы 11-14, резисторы 15. 16, цепи

17и 18 сдвига уровня напряжения, при этом эмиттеры транзисторов 1 и 2 соединены соответственно через генераторы 4 и 5 тока с общей шиной, а через резистор 3 между собой, базы - соответственно с шинами управляющего напряжения и напряжения смещения, коллектор первого транзистора с эмиттерами транзисторов 6 и 7, а коллектор второго транзистора - с эмиттерами транзисторов 8 и 9, базы которых соединены соответственно с выходами цепей 17 и

18сдвига уровня напряжения и базами транзисторов 7 и 6, а коллекторы - через времязадающий конденсатор 10 между собой и соответственно с коллекторами транзисторов 6 и 7 и эмиттерами транзисторов 11 и 14, базы которых соединены соответственно с входами цепей 17 и 18 сдвига уровня напряжения и эмиттерами транзисторов 13 и 12, коллекторы которых соединены с шиной источника питания, а базы соответственно с коллекторами транзисторов 14 и 11 и через резисторы 16 и 15 с шиной источника питания.

Генераторы 4 и 5 тока могут быть выполнены на транзисторах, включенных по схеме токового зеркала, а цепи 17 и 18 сдвига уровня напряжения могут быть выполнены на основе резистивного или резисторно-ди- одного делителей напряжения.

Модулятор работает следующим образом.

Пусть в начальный момент времени транзистор 14 открыт, а транзистор 11 закрыт. При этом потенциал коллектора транзистора 14 ниже потенциала коллектора транзистора 11 за счет падения напряжения на резисторе 16 вследствие протекания по нему коллекторного тока открытого транзистора 14. Коллекторные потенциалы транзисторов 11 и 14, сдвинутые на одну и туже величину эмиттерными повторителями 12 и 13, а также цепями 18 и 17 сдвига уровня напряжения соответственно, прикладываются к объединенным базам транзисторов

6, 9 и 7, 8 соответственно. Благодаря этому транзисторы 6 и 9 переключателя тока оказываются открытыми, а транзисторы 7 и 8 заперты. Коллекторный ток транзистора 1,

5 являющийся одним из выходных токов модулируемого управляющим напряжением Uynp источника тока, пропорциональный напряжению иупр, протекает по участку эмиттер- коллектор открытого транзистора 6:

0 через времязадающий конденсатор 10, открытый транзистор 14 и резистор 16. Ток коллектора транзистора 2, являющийся вторым выходным током модулируемого источника тока, протекает через участок

5 эмиттер-коллектор открытого транзистора 9, открытый транзистор 14 и резистор 16. Сумма выходных токов модулируемого источника тока не зависит от модулирующего напряжения Uynp и напряжения смещения

0 UCM благодаря дифференциальному включению транзисторов 1 и 2 и равна сумме токов генераторов 4 и 5 тока. Таким образом, через открытый транзистор 14 и резистор 16 течет постоянный ток. При этом потенциал

5 эмиттера транзистора 14 фиксирован, а потенциал эмиттера запертого транзистора 11 снижается линейно во времени вследствие заряда конденсатора 10 коллекторным током транзистора 1. Когда эмиттерный по0 тенциал запертого транзистора 11 снизится до значения, меньшего потенциала его базы на величину отпирания перехода база- эмиттер, транзистор 11 начнет отпираться, вызывая запирание транзистора 14.

5 После окончания лавинообразного процесса переключения транзистор 11 откроется, а транзистор 14 окажется запертым. При этом потенциал коллектора транзистора 11 окажется более низким, чем потенциал кол0 лектора транзистора 14. Это, в свою очередь, обусловит запертое состояние транзисторов 6, 9 и открытое - транзисторов 7 и 8. Ток коллектора транзистора 1 будет протекать через транзистор 7, кон5 денсатор 10, транзистор 11 и резистор 15, вызывая линейное во времени снижение потенциала эмиттера запертого транзистора 14. Ток коллектора транзистора 2 будет протекать через открытые транзисторы 8, 11 и

0 резистор 15, обеспечивая постоянство падения напряжения на последнем и на переходе база-эмиттер транзистора 11. После снижения потенциала эмиттера запертого транзистора 14 до величины отпирания по5 следнего схема вновь переключается в противоположное состояние. Далее процессы периодически повторяются.

Время переключения модулятора определяется временем переключения переключателя тока, транзисторы которого

имеют практически нулевую коллекторную нагрузку и работают от низкоомных источников управляющих сигналов (благодаря дифференциальному включению), не входят в режим насыщения. В результа- те составляющая часть времени переключения, обусловленная в известном устройстве переключением первого и второго транзисторов, становится равной ну- лю, а составляющая, обусловленная переключением седьмого, восьмого, девятого и десятого транзисторов уменьшается, что приводит к общему уменьшению времени переключения модулятора.

При этом нелинейность модуляционной характеристики модулятора уменьшается пропорционально уменьшению времени его переключения.

Таким образом, введение новых связей в частотно-импульсный модулятор повыша- ет линейность его модуляционной характеристики.

Ф о рму л а изо бретен и я Частотно-импульсный модулятор, со- держащий первый и второй транзисторы, эмиттеры которых через первый и второй генераторы тока соединены с общей шиной, а через первый резистор - между собой, третий и четвертый транзисторы, коллекто-

ры которых соединены с шиной источника питания, базы - с коллекторами пятого и шестого транзисторов соответственно и через второй и третий резисторы - с шиной источника питания, а эмиттеры - с базами шестого и пятого транзисторов соответственно, эмиттеры которых через времязада- ющий конденсатор соединены между собой, седьмой и восьмой транзисторы, базы которых соединены с выходом первой цепи сдвига уровня напряжения, вход которой соединен с эмиттером четвертого транзистора, и девятый и десятый транзисторы, базы которых соединены с выходом второй цепи сдвига уровня напряжения, вход которой соединен с эмиттером третьего транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения линейности модуляционной характеристики, коллекторы восьмого и десятого транзисторов соединены соответственно с эмиттерами пятого и шестого транзисторов и коллекторами девятого и седьмого транзисторов, эмиттеры которых соединены с коллектором первого транзистора, база которого соединена с шиной управляющего напряжения, при этом эмиттеры восьмого и десятого транзисторов соединены с коллектором второго транзистора, база которого соединена с шиной напряжения смещения.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах передачи и преобразования информации. Цель изобретения -повышение линейности модуляционной характериститут УЛЯьсной истеормание исти15 ки путем уменьшения времени переключения модулятора. Частотно-импульсный модулятор содержит транзисторы 1, 2, резистор 3, генераторы 4,5 тока, транзисторы 6-9, 11-14, времязадающий конденсатор 10, резисторы 15,16 и цепи 17,18 сдвига уровня напряжения. Введение в устройство новых связей между элементами позволило уменьшить время переключения модулятора за счет уменьшения времени переключения переключателя тока, транзисторы которого имеют практически нулевую нагрузку, работают от низкоомных источников сигналов и не входят в режим насыщения. При этом пропорционально уменьшению времени переключения уменьшается нелинейность модуляционной характеристики. 1 ил. СО с