Частотный модулятор Советский патент 1980 года по МПК H03K7/06 

(54) ЧАСТОТНЫЙ МОДУЛЯТОР

Изобретение относится к приборостроению, может быть использовано, например, в ап.щратуре магнитной записи. Известен частотный модулятор, содержащий два токовых ключа с генераторами тока и конденсатором в цепях эмиттеров, причем положительная обратная связь замыкается между коллекто|ром одного ключевого транзистора и базой jjpyroTO, а второй токовый ключ ущзавляется входным напряжением 1. Недостатком зтого модулятора является ограниченная максймаль-. нал частота генерации. : Наиболее близкий по технической сущности к изобретению является частотный модулятор,содержащий два токовых ключа с конденсатором и упра ляемыми генераторами тока в цепях змиттёров, гфичем положительная обратная связь замыкается через дифференциальный усилитель, включенньгй между входами и выходами тбковых ключей 2. Частота повторения выходного сигнала в такой схеме определяется выражением а aiAU-c-D.tni где Ди - разность напряжений перезаряда конденсатора; С - емкость конденсатора; 3 - ток перезаряда, определяемый генераторами тока; время переключения токовых kлючeй. Существенным недостатком этого модулятора является влияние времени переключения то- ковых ключей на частоту выходного сигнала, в связи с чем нарушается линейная зависимость частоты от входного сигнала при увеличении последнего. Цель изобретения - расширение диапазона линейной зависимости частоты от входного сигнала. Поставленная цель достигается тем, что в модулятор, содержащий два токовых ключа с управляемыми генераторами тока в цепях эмиттеров, конденсатор, включенный между эмиттерами, и дифференциальный усилитель на транзисторах противоположного транзисторам токовых ключей типа проводимости, входы которого соединены с йыходами токовых ключей, а выходы - с входами этих же ключей. причем управляющие входы генераторов тока соединены с входом устройства, введен утфав- Л ляемый генератор тока, выход которого соединен с эмиттерами транзисторов дифференциального усилителя, а управляющий вход - с входом устройства. На чертеже изображена принципиальная схема модулятора. Модулятор свдёржит токовые ключи 1 и 2, в эмиттерах Которых включены управляемые генераторы тока 3 и 4, выходы которых соединены конденсатором 5, дифференщильный усилитель 6, выходы которого соединены с вхо дами токовых ключей 1 и 2, а входы - с выходами токовых ключей 1 и 2, и управляемый генератор тока 7, выход которого соединен с эмиттерами транзисторов дифференциального усилителя 6, причем управляющие входы генера ров тока 3, 4, 7 соединены с входом 8 устройства, а входы токовых ключей 1, 2 соединены с общей щииой через резисторы 9, 10. Модулятор работает следующим образом. Пусть входной равен нулю, а токи управляемых генераторов 3, 4 постоянны. Тогда в интервале времениt токовый ключ 1 закрыт, напряжение на коллекторе транзисторна токового ключа равно юпряжению положител ного источника литания +V. Транзистор дифферен5циальнси-о усилителя 6, соединенный с токовым ключом 1, также закрыт, и напряжение на его коллекторе равно нулю. Транзистор дифферени:иального усилителя 6, соединенный с TpkoBbiM ключом 2, находится.в активном режиме, а токовый кпюч 1 открыт. Напряжение на базе транзистора токового ключа 2 равн OQ- КЗ) - где DO ток задаваемый генератором тока ди ференциального усилителя; К - коэффициент передачи генератора тока 7 3 - входной ток модулятора; RJO- сопротивление резистора нагрузки дифференциального усилителя. Через токовый ключ 2 протекают два разны по вёличиИе и постоянных тока 1, причем ток генератора тока 3 течет через конденсатор 5, перезаряжая его. Позтому напряжение на эмиттере транзистора токового ключа 1 умен1 Циется .по линейноМу закону. Крутизна йзмёнеШя этог напряжения определяется величиной ёмкости конденсатора 5 и током 1. В конце интервала времени t напряжение на Змиттере транзистора токового ключа 1 достигает урьвня, при котором этот ключ отпирается, напряжение на коллекторе его транзистора начинает падать. Одновременно отпирается закрытый транзистор дифференциального усилителя, соеданенньш с тбко вым ключом 1, иапряжение на коллекторе которого возрастает, это вызывает регенеративный фоцесс переброса схемы в другое квазиустойчивое состояние. При неизменных токах генераторов тока модулятор генерирует колебания, форма которых близка к прямоугольной, а частота опреде,ляется формулой (1). При подаче на вход 8 модулятора входного сигнала изменяются токи генераторов тока, в связи с чем меняется крутизна гоменения найряжеюш на обкладках конденсатора, что приводит к изменению частоты выходньп колебаний модулятора. Входной сигнал управляет также и величиной тока генератора 7, поэтому изменяется на1фяжение в базах транжсторов токовых ключей I и 2, я следовательно, и напряжение на эмиттере токового ключа 1, определяемое выражением и 2 fig - КЗ (t)lR9 - 2 Убэ (2) Подставляя выражение (2) в формулу (1) И; произведя простые преобразования, получаем 2D(t)(2R9 -tni ; Первое слагаемое знаменателя не зависит от тока d (t), второе слагаемое - это произведение 2 3 (tH2R9 СК - tpf. Выборам соответствующего значения коэффициента переда чи К генератора тока 7 можно обеспечить равенство 2R9CK tn, поэтому K:i(i), лгГт т II -Н21П.1 4С ЗоК9- бЭ т. е. время переключения токовых ключей не влияет на частоту выходного сигнала и диапазш линейной зависимости частоты от тока расщиряется. Применение предлагаемого Mojjyna-iopa позволит уменышть нелинейные искажения при воспроизведеяш сигнала в системах магнитной записи информации, использующих частотную модуляцию. ормула изобретения Частотный модулятор, содержащий два токовых ключа с управляемыми генераторами тока в цепях эмиттеров, конденсатор, включенный между змиттерами и дифференциальный усилиель на транзисторах протавоположного транзисторам токовьк ключей типа проводимости, входы которого соединены с выходами токо; выз ключей, а выходы - с входами этих же ключей, причем управляющие входы генераторов

тока соединены с входом устройства, о т л ичающийся тем, что, с целью расширения диагазона линейной зависимости частоты от входного сигнала, в него введен управляемый генератор тока, выход которого соединен с эмиттерами транзисторов дифференциального усилителя, а управляющий вход - с входом устройства.

Источники информа1Ыи, принятые во внимание при экспертизе l.Radio, ferusehen, electronik, 20-1971,

Н.17 , 576-579, Der astabJIe emittergekoppelte

Multivibrator, Mauech.

(прототип).