Аттенюатор Советский патент 1992 года по МПК H01P1/22 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в трактах экономичных радиотехнических устройств (например, с автономным питанием), предназначенных для связи или измерения.

Наиболее близким техническим решением является выбранное в качестве прототипа коммутационное звено (элемент), которое широко используется при построении аттенюаторов.

На фиг.1 приведена схема этого звена в составе аттенюатора (AT).

Звено содержит первый и второй диоды 1 и 2, согласующий резистор 3 и резистор 4, который стабилизирует управляющий ток. Одним выводом резистор присоединен к точке 5, то есть к точке соединения диодов, а другим выводом соединен с источником управляющего напряжения. Ко входу звена AT подключено предыдущее устройство 6 с внутренним сопротивлением 7, а к выходу - последующее устройство 8. Конденсаторы 9 и 10, а также резисторы 11 и 12 не являются принципиальными элементами, определяющими работу звена AT, и могут входить в предыдущее и в последующее устройства.

Когда полярность управляющего напряжения положительная, то под действием управляющего тока диоды 1 и 2 открываются. При этом от устройства 6 на резистор Зина вход последующего усилительного устройства 8 поступает сигнал. Усилительные устройства; выполненные на полевых транзисторах, имея большое входное сопротивление и большой динамический диапазон по интермодуляции (90-95 дБ), в экономичных режимах потребляют от источника питания ток в пределах- 5...6 мА. Динамический диапазон звена AT, включенного перед усилителем, должен быть децибел на 10 больше, чем динамический диапазон усилителя, то есть его значение должно составлять примерно 100 дБ

Однако известное звено коммутации имеет существенный недостаток, выражающийся в том, что для получения динамического диапазона, равного 102 дБ, управляющий ток нужно увеличить до 30 мА. Это следует из графика, приведенного на фиг.2, кривая 1, Значение тока звена при этом примерно в 6 раз больше, чем значение тока усилителя Другие звенья AT с заданх|

XI

СЛ х|

О

о

ным затуханием включаются редко, лишь в условиях сложной помеховой обстановки, поэтому к ним требование по экономичности не такое жесткое, как к постоянно включенному звену без затухания (с нулевым затуханием).

Целью изобретения является уменьшение управляющего тока при сохранении динамического диапазона по интермодуляции. Поставленная цель достигается тем, что в аттенюаторе, содержащем последовательно соединенные разделительный конденсатор, новый диод, второй диод и согласующий резистор, токозадающий резистор, один вывод которого подключен к источнику управляющего напряжения, согласно изобретению первый и второй диоды включены согласно, точка их соединения является выходом аттенюатора, а к точке соединения разделительного конденсатора и первого диода подключен другой вывод то- козадающего резистора.

Аттенюатор, схема которого приведена на фиг. 1, содержит первый и второй диоды 1 и 2, относящиеся к звену с нулевым затуханием, согласующий резистор 3 и резистор 4, который стабилизирует управляющий ток. Один из выводов этого резистора подключен к источнику управляющего напряжения. Точка соединения диодов 5 является выходом аттенюатора. Ко входу AT подключено предыдущее устройство 6 с внутренним сопротивлением 7, а к выходу - последующее устройство 8 с большим входным сопротивлением, Конденсаторы 9 и 10 не играют принципиальной роли, а являются разделительными. Второе звено AT с заданным затуханием содержит диоды 11 и 12, П-образный четырехполюсник, состоя- а1ийиз резисторов 13, 14 и 15. Резисторы 16 и 17 являются токостабилизирующими, а конденсаторы 18 и 19 - разделительными. AT работает следующим образом. Егли со стороны входа нет мощных сигналов, от которых нужно защищаться, то в AT включено звено с нулевым затуханием. При этом управляющее напряжение положительной полярности подается натокоста- билизирующий резистор 4. Диоды 1 и 2 открываются и ток сигнала протекает через эти диоды и согласующий резистор 3. Напряжение сигнала, возникающее в точке 5, через конденсатор 10 подается на вход последующего устройства 8.

В случае необходимости защиты от мощного сигнала звено AT с нулевым затуханием выключается путем подачи управляющего напряжения отрицател.ьной полярности на резистор 4, а звено AT с

заданным затуханием включается путем подачи управляющих напряжений на резисторы 16 и 17. При этом диоды 11 и 12 открываются. Резисторы 13 и 15 обеспечивают согласование с предыдущим устройством 6 и сохраняют неизменным режим входной цепи последующего устройства 8 относительно корпуса (общего провода). Резистор 14 обеспечивает заданное затухание.

Возможность значительного уменьшения управляющего тока в звене AT с нулевым затуханием при сохранении динамического диапазона по интермодуляции объясняется наличием следующих признаков, Диоды 1 и 2 включены согласно. Поэтому через них в каждый момент времени протекает один и тот же управляющий ток и ток сигнала, Следовательно, под действием этих токов динамические сопротивления диодов будут изменяться одинаково. Если при этом сопротивления резисторов 3 и 7 равны, то напряжение сигнала в точке 5 в каждый момент времени будет равно половине ЭДС предыдущего источника сигнала 6. Таким образом, в идеальном случае напряжение в точке 5 будет подобно ЭДС и не будет иметь нелинейных искажений. Реальные диоды имеют разброс по вольтам- перным характеристикам и сопротивлениям

баз. Поэтому, чтобы полнее реализовать положительные свойства эвена, нужно резистор 3 выбрать с сопротивлением, соответствующим минимуму нелинейных искажений. График, кривая 2, характеризует

свойство предлагаемого AT (см.фиг.2).

Положительный эффект предлагаемого AT выражается в уменьшении управляющего тока примерно в 5 раз по сравнению с прототипом, у которого он составляет 30 мА

при динамическом диапазоне 102 дБ. Уменьшение тока, потребляемого звеном AT, которое постоянно включено, позволит снизить перегрев аппаратуры, повысить ее экономичность и надежность.

5 Формула изобретения

Аттенюатор, содержащий последовательно соединенные разделительный конденсатор, первый диод, второй диод и согласующий резистор, токозадающий ре0 зистор, один вывод которого подключен к источнику управляющего напряжения, о т- личающийся тем, что, с целью уменьшения управляющего тока при сохранении диапазона по интермодуляции, первый и

5 второй диоды включены согласно, точка их соединения является выходом аттенюатора, а к точке соединения разделительного конденсатора и первого диода подключен другой вывод токозадающего резистора.

/.

дБ 110

Vue.-f

Использование: радиотехника, радиоприемные и радиоизмерительные устройства. Сущность изобретения: согласно - последовательно соединенные первый и второй диоды и согласующий резистор образуют плечи делителя, сопротивления которых изменяются одинаково, при этом напряжение на выходе аттенюатора равно половине ЭДС источников сигнала, т.е. не имеет нелинейных искажений. 2 ил.

100

90 80

ю

15

20

25 Фиг 2