УСТРОЙСТВО Д,ЛЯ ЛИНЕЙНОГО ДВУХПОЛУПЕРИОДНОГО ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Советский патент 1970 года по МПК H03D1/06 H03D1/18 H03D1/18 

Изобретение относится к области электроники, в частности к усилителям-детекторам электрических сигналов, применяемым в технике проводной связи, радиосвязи и в измерительных приборах.

Известны устройства для линейного детектирования электрических сигналов, состоящие из усилителя и двухполупериодного детектора на полупроводниковых диодах, работающего на заземленную нагрузку.

Однако известные устройства не обеспечивают линейной зависимости между входным и выходным напряжением при выходных сигналах, меньших 1 в, в результате чего ухудшаются детектирующие свойства диодов при уменьшении амплитуды сигналов.

Кроме того, сигналы на обмотках трансформатора, работающего на диоды, велики (соизмеримы с сигналами в нагрузке), что увеличивает габариты трансформатора. При работе на нижней границе частотного диапазона (порядка сотен герц) возникает необходимость использования конденсаторов большей емкости.

С целью обеспечения линейного двухполупериодного детектирования малых сигналов в большом динамическом диапазоне при минимальных сигналах в нагрузке, снижения потребляемой мощности и уменьшения габаритов в предлагаемом устройстве перекрестно

соединенные переходы детектирующих транзисторов подключены к коллекторам транзисторов симметричного двухтактного каскада предварительного усиления и одновременно- к первичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого через резисторы подключена к эмиттерам транзисторов каскада предварительного усиления.

Па чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из двухтактного каскада предварительного усиления на транзисторах / и 2, входного трансформатора 3, выходного

трансформатора 4 с обмотками обратной связи 5 и 5 и детектирующих транзисторов 7.

Выходной каскад гальванически соединен с каскадом предварительного усиления. В цепи эмиттеров транзисторов / и 2 включены

резисторы 8 R 9, создающие отрицательную обратную связь по току, протекающему через эмиттеры. Последовательно с этими резисторами включены обмотки 5 и 6 выходного трансформатора, благодаря чему обеспечивается положительная обратная связь, напряжение которой зависит от напряжения на переходах база-эмиттер детектирующих транзисторов 7. Коллекторы транзисторов каскада предваром 10, что позволяет сбалансировать соотношение обратных связей при отсутствии сигнала на входе.

Делитель из резисторов 11 н 12 обеспечивает подачу постоянного смендения на базы транзисторов / и 2.

Нагрузка 13 присоединена к коллекторам выходных детектирующих транзисторов 7.

Устройство работает следуюпдим образом. Входной сигнал подается на трансформатор 5 и усиливается транзисторами ) и 2. Усиленный сигнал поступает на детектирующие транзисторы 7.

При отсутствии сигнала на входе через закрытые переходы детектирующих транзисторов 7 ток не протекает и сопротивление их очень велико (мегомы). Нагрузка предварительного каскада в этом случае онределяется шунтирующим резистором 10.

Параметры элементов устройства выбираются таким образом, что при закрытых переходах база-эмиттер детектирующих транзисторов положительная обратная связь в предварительном каскаде компенсирует отрицательную связь, в результате чего усиление этого каскада очень велико. Поэтому уже при небольших входных сигналах нанряженне на переходах выходных транзисторов 7 достигает величины отсечки, после которой их вольтамперная характеристика имеет крутой участок и обладает удовлетворительными детектирующими свойствами.

По мере увеличения входного переменного сигнала переход детектирующего транзистора начинает открываться, причем работа происходит уже на крутом участке вольт-амперной характеристики.

Поступающие с предварительпого каскада переменные сигналы различной полярности поочередно открывают транзисторы выходного каскада, которые обеспечивают двухполупериодное выпрямлепие п усиление выпрямленных сигналов по мощности. С объединенных коллекторов детектирующих транзисторов сигналы поступают в нагрузку.

После открытия детектирующих транзисторов и выхода на крутой участок вольт-амперной характеристики напряжение положительной обратной связи не увеличивается, так как напряжения на нереходах база-эмиттер при значительных изменениях тока остаются почти постоянными.

Напряжение отрицательной обратной связи но мере увеличеня входного сигнала растет, так как увеличиваются токи через нереходы детектирующих транзисторов, а, следовательно, и .токи, протекающие через резисторы 5 и 5. Таким, образом, в устройстве по мере увеличения входного папряження начинает преобладать отрицательная обратная связь, которая обеспечивает прспорциопальность выходного напрял ення входному. , В случае преобладапия отрицательной обратной связи входное сопротивление открытых

переходов детектирующих транзисторов меньше выходного сопротивления предварительного каскада. Следовательно, ток через детек тирующий каскад пронорциоиален току, протекающему через эмиттеры транзисторов 1 и 2 н пропорционален выходному напряжению. Выходное напряженпе детектирующих транзисторов в свою очередь значительно больше сопротивления нагрузкп, в результате чего

ток, протекающий через переход база-эмиттер детектирующего транзистора, равен току в нагрузке (а близко к 1).

Таким образом, соблюдается нропорциональность выходного нанряження входному, благодаря чему достигается линейное детектирование в щироком динамическом диапазоне. Наличие отрицательной обратной связи

обеспечивает стабильность детекторной характеристики при изменении температуры и установке элементов схемы, имеющих разброс параметров. В онисываемом устройстве вследствие разброса параметров элементов схемы возможно преобладание положительной обратной связи и возникновение генерации. Однако нелинейность вольт-амперной характеристики детектирующих транзисторов сдерживает увеличение тока в нагрузке.

Перекрестное включение электродов базаэмиттер детектирующих транзисторов позволяет значительно уменьшить влияние режима нредварительного каскада на режим выходного каскада. При одновременном нзмеиенни токов транзисторов 1 и 2 разность потенциалов между электродами детектирующих транзисторов не возникает.

Переменные сигналы на обмотках выходного трансформатора не нревышают напряжепия отсечки переходов детектируюших транзисторов, что позволяет уменьшить его габариты.

Предмет изобретения

Устройство для линейного двухнолупериодного детектирования электрических сигналов, содержащее каскад нредварительного усиления и детектор с перекрестно-соединенными нереходами база-эмиттер транзисторов, отличающееся тем, что, с целью обеспечения детектирования сигналов в большом динамнческом дианазоне при малых минимальных сигналах в нагрузке, снижения нотребляемой мощности н уменьщения габаритов, нерекрестно-соединенные переходы база-эмиттер транзисторов детектора подключены к коллекторам транзисторов симметричного двухтактного каскада нредварительного уснления и одновременно--к первичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого через резисторы подключена к эмпттерам транзисторов