Управляемый напряжением генератор Советский патент 1993 года по МПК H03B5/00 

Вход

фиг. 1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве источника гармонических колебаний с управ- ляемой частотой, в частности, для получения частотно-модулированных колебаний в рэдиопередающих устройствах или для электронной перестройки частоты.

Цель изобретения - расширение рабочего диапазона в сторону высоких частот.

На фиг. 1 изображена схема управляемого напряжением генератора; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.

Управляемый напряжением генератор содержит автогенератор с LC- колебательным контуром 1; транзистор 2. эмиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор через конденсатор 3 подключен к LC-колебатель- ному контуру 1 автогенератора; первый полупроводниковый диод 4, подключенный к коллектору и эмиттеру транзистора 2 таким образом, что проводимости коллектора и подсоединенного к нему электрода первого полупроводникового диода 4 совпадают; индуктивную катушку связи 5, один вывод которой подключен к базе транзистора 2, а другой ее вывод является входом управляющего напряжения управляемого напряжением генератора. Между коллектором транзистора 2 и конденсатором 3 введен второй полупроводниковый диод 6, при этом проводимости коллектора транзистора 2 и подключенного к нему электрода второго полупроводникового диода 6 совпадают.

Управляемый напряжением генератор работает следующим образом.

При выполнении условий самовозбуждения на LC-колебательном контуре 1 воз- гармоническое напряжение U, которое за счет его магнитной связи с индуктивной катушкой связи 5 создает на выходе напряжение обратной связи Uoc (фиг. 2, а), Это напряжение передается на базу транзистора 2. Кроме того, на базу транзистора 2 поступает и управляющее напряжение Uy (фиг. 2. б), создаваемое на клеммах Вход источником управляющего напряжения. Поэтому к базе транзистора 2 прикладывается напряжение Ue Uoc + Uy (фиг. 2, б). Одновременно часть напряжения U (штриховая линия фиг, 2, а) передается и на конденсатор 3 и далее поступает на диод- но-трэнзисторный ключ, образованный транзистором 2 и первым полупроводниковым диодом 4.

В течение времени ti...t2 периода колебаний Т напряжение Ue на базе транзистора 2 превышает его напряжение отсечки Е , поэтому диодно-трамзисторный ключ открыт. При этом по цепи, состоящей из конденсатора 3, второго полупроводникового диода 6, транзистора 2 и первого полупроводникового диода 4, протекает ток i dq/dt (фиг. 2, в), а заряд q и напряжение Uc на

конденсаторе 3 повторяют форму воздействующего напряжения U. При этом в первой фазе проводимости диодно-транзисторного ключа ток i протекает через первый полупроводниковый диод 4 (вертикальная штриховка),

а во второй - через второй полупроводнико, вый диод б и транзистор 2 (горизонтальная

штриховка). В течение времени O..,ti и Т.2...Т

диодно-транзисторный ключ заперт, так как

на базе транзистора 2 напряжение U6 Е ,

5 а к первому полупроводниковому диоду 4 приложено положительное напряжение, поэтому напряжение Uc и заряд q на конденсаторе 3 в эти интервалы времени постоянны (фиг. 2, а), а ток i не протекает (фиг. 2, в). Этот

0 процесс периодического подключения и отключения конденсатора 3 к LC-колебательно- му контуру 1 автогенератора периодически повторяется с периодом Т высокочастотного напряжения U.

5 с помощью управляющего напряжения Uy (фиг. 2, б) можно изменять длительность At t2 - ti времени подключения конденсатора 3 к LC-колебательному контуру 1, а следовательно, и среднее значение его ем0 кости за период Т в пределах от Cmin до Стах. При этом значение Стах определяется в основном номиналом емкости С конденсатора 3 (поскольку ее величина значительно превышает паразитные емкости элементов схемы).

5 Величина Cmin ограничивается паразитной емкостью разомкнутого ключа, которая складывается из паразитных емкостей параллельно включенных первого полупроводникового диода 4 и последовательной цепочки, состоя0 щей из второго полупроводникового диода 6 и транзистора 2. Паразитная емкость транзистора 2 в несколько раз превышает паразитную емкость второго полупроводникового диода б, и поскольку эти элементы включены

5 последовательно, суммарная паразитная емкость указанной последовательной цепочки меньше наименьшей, т.е. меньше емкости второго полупроводникового диода б. Таким образом, суммарная паразитная

0 емкость разомкнутого ключа практически определяется паразитными емкостями первого полупроводникового диода 4 и второго полупроводникового диода б и является небольшой величиной.

5 На высоких частотах при разомкнутом ключе на его паразитной емкости уровень запасенной высокочастотной энергии также небольшой, поэтому и коммутационные потери, возникающие при замыкании ключа, будут небольшими. Этим обеспечивается эффективная работа устройства в области высоких частот.

Следует отметить, что возможен и другой вариант схемы устройства, в котором в качестве транзистора 2 используется транзистор прямой проводимости (p-n-р). При этом в схеме устройства (фиг. 1) изменяется и полярность подключения первого полупроводникового диода 4 и второго полупроводникового диода 6 к коллектору транзистора 2.

К достоинствам предложенного технического решения следует отнести также и стабилизацию режима работы устройства вторым полупроводниковым диодом 6, так как этот диод при замыкании ключа находится в проводящем состоянии и поэтому имеет небольшое резистивное сопротивление, которое и выполняет стабилизирующую функцию. Кроме того, уменьшение коммутационных потерь снижает и уровень шумового излучения, особенно вблизи частоты генерируемых колебаний.

5

0

Формула изобретения

Управляемый напряжением генератор, содержащий автогенератор с LC-колеба- тельным крнтуром, транзистор, эмиттер которого подключен к общей шине, первый диод, анод которого подключен к общей шине, а катод которого через разделительный конденсатор подключен к LC-колебательно- му контуру автогенератора с LC-колебатель- ным контуром, катушку индуктивности связи, один вывод которого подключен к базе транзистора, а другой вывод является входом управляющего напряжения управляемого напряжением генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона в сторону высоких частот, между коллектором транзистора и точкой соединения первого диода с разделительным конденсатором введен второй диод, при этом к коллектору транзистора подключен катод второго диода.

Использование: в радиотехнике в качестве источника гармонических колебаний с управляемой частотой. Сущность изобретения: управляемый напряжением генератор содержит автогенератор с LC-колебатель- ным контуром 1, транзистор 2, конденсатор 3, полупроводниковые диоды 4, 6, индуктивную катушку связи 5. Связи между элементами позволяют за счет уменьшения влияния паразитных емкостей расширить рабочий диапазон в сторону высоких частот. 2 ил.

Фиг.2