Балансный пребразователь частоты Советский патент 1974 года по МПК H03D7/14 

1

Изобретение относится к области радиоприемной техники.

Известен балансный преобразователь частоты сигнала, содержащий три гальванически соединенных дифференциальных усилителя, образующих преобразователь Гильберта, транзисторный источник тока и стабилизатор.

Однако известный преобразователь имеет низкую стабильность.

С целью повышения стабильности в предлагаемый преобразователь введен дополнительный дифференциальный усилитель на транзисторах с транзисторными нагрузками в диодном включении и дополнительный источник тока v.a транзисторе, причем базы транзисторов источников тока соединены со стабилизатором, а коллекторы транзисторов дополнительного дифференциального усилителя соединены с базами транзисторов первого и второго дифференциальных усилителей.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит первый дифференциальный усилитель на транзисторах 1, 2, второй дифференциальный усилитель на транзисторах 3, 4, третий дифференциальный усилитель на транзисторах 5, 6, образующие сбалансированный преобразователь Гильберта, первый источник тока w.a. транзисторе 7 и резисторе 8, второй источник тока на транзисторе 9 и резисторе 10, дополнительный дифференциальный усилитель на транзисторах II, 12 с транзисторами 13-16 в диодном включении,

нагрузочный резистор 17 и стабилизатор w.a резисторе 18 и транзисторах 19, 20 в диодном включении.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При подаче первого преобразуемого сигнала нг. базу транзистора 11 происходит противофазное изменение коллекторных токов транзисторов 11, 12 в соответствии с законом

(Tt/c.),

/1, -

15

12 1 + th (ri/c. COS М,

L, где //г„ -ток в резисторе 10;

. АГ

, Wj - амплитуда и частота первого преобразуемого сигнала; 25t - время;

th - гиперболический тангенс.

Но так как эти токи проходят через транзисторы 13, 14 и 15, 16, то коллекторное П&30 пряжение на транзисторах 11, 12 равны

Лю

-In

1 - , COSU),)

2/„

т 1

где IH - ток обратного насыщения перехода база-эмиттер транзисторов в диодном включении.

Соединение диодов и дифференциального усилителя представляет собой логарифмический усилитель с взаимноинверсными выходами, поэтому результирующий сигнал на потенциальных входах перемножителя Гильберта (базы транзисторов 1, 3 и 2, 4) равен

2 1 + th (-,t/c cos M,i)

и,,и,,- In

7 I -th (-fU coswiO

: 4:Uc, COS Wi/f.

В результате логарифмический усилитель не искажает форму первого преобразуемого сигнала.

Поступление второго преобразующегося сигнала на базу транзистора 6 вызывает аналогичные токи в коллекторах транзисторов 5, 6.

В силу того, что выходы транзисторов 2, 3 взаимно противофазны, то ни один из входных сигналов, поступающих на потенциальные (базы транзисторов 1, 3 и 2, 4) и токовые (коллекторы транзисторов 5, 6) входы, на выход устройства не проходит, а полезный сигнал определяется только произведепием функций

th (44L/C, cos coj) th (-(t/c, cos «aO.

где Uc, 0)2 - амплитуда и частота второго преобразуемого сигнала.

Отсутствие любого из входных сигналов дает на выходе нулевое напряжение.

Стабилизация коэффициента преобразования осуществляется следующим образом.

При изменении напряжения положительного источника питания разность потенциалов между коллектором и базой транзисторов 1, 4

остается без изменений. В результате нестабильность данного источника питания компенсируется динамическим сопротивлением коллектор-эмиттер транзисторов 5, 6-и 11, 12. Если при этом также изменяется напряжение отрицательного источника питания, то разность потенциалов на транзисторах 19, 20 поддерживается постоянной, следовательно, падение напряжения на резисторах (8 и 10)

источников тока также не изменяется, в результате чего и токи диодных нагрузок логарифмического усилителя не изменяются, а нестабильность этого источника питапия компенсируется стабилизирующим резистором 18

и динамическими сопротивлениями коллекторэмиттер транзисторов 7, 9.

По этой причине коэффициент преобразования по нромежуточной частоте остается без изменения в условиях нестабильной работы

полол ительного и отрицательного напряжения двух источников питания.

Кроме того, заземленные базы инверсных входов третьего и четвертого дифференциальных усилителей дают возможность подключать источники преобразуемых частот к инверсным входам данных усилителей без переходных конденсаторов.

Предмет изобретения

Балансный преобразователь частоты, содержащий три дифференциальных транзисторных усилителя, образующих преобразователь Гильберта, источник тока на транзисторе и стабилизатор, отличающийся тем, что, с целью повыщения стабильности, в него введен дополнительный дифференциальный усилитель на транзисторах с транзисторными нагрузками в диодном включении и дополнительный источник тока на транзисторе, причем базы транзисторов источников тока соединены со стабилизатором, а коллекторы транзисторов дополнительного дифференциального усилителя соединены с базами транзисторов первого и второго дифференциальных усилителей.