Амплитудный детектор Советский патент 1980 года по МПК H03D1/06 

1

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к радиоприемным устройствам, и может быть использовано для построения детекторов с большим динамическим диапазоном.

Известен амплитудный детектор, содержащий дифференциальный каскад на транзисторах, базы которых через эмиттерные повторители соединены с симметричным источником входного сигнала, первый генератор тока, включенный в объединенные эмиттерные цепи транзисторов дифференциального каскада, первый и второй транзисторы, базы которых подключены соответственно к коллекторным нагрузкам транзисторов дифференциального каскада, а эмиттеры объединены, второй генератор тока и фильтр нижних частот {.

Однако известный амплитудный детектор обладает узкой полосой пропускания и недостаточной линейностью выходной характеристики в области малых сигналов. Узкая полоса обусловлена необходимостью применения в дифференциальном каскаде высокоомных коллекторных резисторов, вызванной требованием получения большого усиления но петле обратной связи, необходимого для улучшения линейности выходной характеристики.

Целью изобретения является улучшение линейности выходной характеристики детектора.

Для этого в известный амплитудный детектор, содержаш,ий дифференциальный каскад на транзисторах, базы которых через эмиттерные повторители соединены с симметричным источником входного сигнала, первый генератор тока, включенный в

объединенные эмиттерные цепи транзисторов дифференциального каскада, первый и второй транзисторы, базы которых подключены соответственно к коллекторным нагрузкам транзисторов дифференциального каскада, а эмиттеры объединены, второй генератор тока и фильтр нижних частот, введены дополнительные транзистор и источник питания, два согласно последовательно соединенных диода и два резистора,

первый из которых включен между объединенными эмиттерами первого и второго транзисторов и эмиттером дополнительного транзистора, второй - между объединенными эмиттерами транзисторов дифференциального каскада и выходом второго генератора тока, к которому также подключен катод первого диода, анод второго диода соединен с входом фильтра нижних частот и коллектором дополнительного транзистора, база которого соединена с дополнительным источником , нрн этой нроводимость nepiBoro и второго транзисторов одинакова, а проводимость дополнительного транзистора противоположна проводимости транзисторов дифференциального каскада.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема амплитудного детектора.

Амплитудный детектор содержит дифференциальный каскад 1, эмиттерные повторители 2 и 3, симметричный источник входного сигнала с выходами 4 и 5, первый генератор тока 6, включенный в объединенные эмиттернЪГе цепи транзисторов дифференциального каскада 1, первый 7 и второй 8 транзисторы, базы которых подключены к коллекторным нагрузкам транзисторов дифференциального каскада 1, второй генератор тока 9, фильтр нижних частот 10, дополнительный транзистор 11, дополиительный источник питания 12, два диода 13 и 14 и два резистора 15 и 16. При этом резистор 15 включен между объединенными эмиттерами первого 7 и второго 8 транзисторов и эмиттером дополнительного транзистора 11. Резистор 16 включен между объединенными эмиттерами транзисторов дифференциального каскада 1 и выходом второго генератора тока 9, к которому также подключен катод первого диода 13, а анод второго диода 14 соединен с входом фильтра нижних частот 10.

Амплитудный детектор работает следующим образом.

С выходов 4 и 5 источника входного сигнала на дифференциальный каскад 1 через эмиттерные повторители 2 и 3 подается парафазный сигнал. Дифференциальный каскад 1 осуществляет двухполупериодное выпрямление сигнала, так как напряжение на эмиттерах определяется большим из двух входных напряжений. Остальные элементы схемы осуществляют коррекцию выходной характеристики устройства в области малых сигналов.

За счет усилительных свойств транзистора малому изменению сигнала на входах транзисторного дифференциального каскада 1 соответствует большое изменение сигнала на выходах. Этот усиленный парафазный сигнал поступает на входы транзисторов 7 и 8, имеющих соединенные эмиттеры и подобно дифференциальному каскаду пропускающих только более положительный сигнал. Таким образом, на эмиттерах транзисторов 7 и 8 имеется сигнал, усиленный в области малых значений и ограниченный при больших значениях входного сигнала, что обусловлено наличием генератора тока 6 в эмиттерной цепи транзисторов дифференциального каскада 1. Ток транзистора 11 изменяется пропорционально этому сигналу и, протекая через резистор 16, создает на нем падение напряжения, которое, складываясь с напряжением на эмиттерах дифференциального каскада 1, дает возможность получить линеаризованную характеристику.

В области больших сигналов ток транзистора 11 постояТнен и равен току генератора 9, ноэтому ток через резистор 16 не протекает.

В области малых входных сигналов ток транзистора И уменьшается и через резистор 16 протекает разностный ток генератора 9 и транзистора 11, создавая компенсационное падение напряжения. Следует отметить, что нелинейность выходной характеристики детектора и компенсационная зависимость порождены одной и той же причиной: нелинейностью вольт-амперной характеристики п-п перехода, поэтому, правильно подбирая величину резистора 16, можно получить практически нолную компенсацию, т. е. выходная характеристика будет близка к идеальной (линейной как в области больших, так и малых входных сигналов).

Технико-экономическая эффективность амплитудного детектора состоит в возможности получить детектор с большим динамическим диапазоном, хорошими частотными свойствами и малой потребляемой мощностью, что создает предпосылки для применения интегральной технологии изготовления схемы.

Формула изобретения

Амплитудный детектор, содержащий дифференциальный каскад на транзисторах, базы которых через эмиттерные повторители соединены с симметричным источником входного сигнала, первый генератор тока, включенный в объединенные эмиттерные цепи транзисторов дифференциального каскада, первый и второй трайзисторы, базы которых подключены соответственно к коллекторным нагрузкам транзисторов дифференциального каскада, а эмиттеры объединены, второй генератор тока и фильтр нижних частот, отличающийс я тем, что, с целью улучшения линейности выходной характеристики детектора, в него введены донолнительные транзистор и источник питания, два согласно последовательно соединенных диода и два резистора, первый из которых включен между объединенными эмиттерами первого и второго транзисторов и эмиттером дополнительного транзистора, второй - между объединенными эмиттерами транзисторов дифференциального каскада и выходом второго генератора тока, к которому также подключен катод первого диода, анод второго диода соединен с входом фильтра нижних частот и коллектором дополнительного транзистора, база которого соединена с дополнительным источником питания, при этом проводимость первого и второго транзисторов одинакова, а проводимость дополнительного транзистора противоположна проводимости транзисторов диффер енциального каскада.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3965435, кл. 329-101, 22.06.76 (прототип).