Устройство д,ля линейного двухполупериодного детектирования электрических сигналов

Устройство д,ля линейного двухполупериодного детектирования электрических сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

268 5I3

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт.,свидетельства №

Заявлено 24.XI.1967 (¹ 1199436 26-9) с присоединением заявки №

Кл. 21а,42

Приоритет

МПК H 03d

Н 03d 1/18

Н 03d 1/06

УДК 621.376.234(088.8) Комитет па делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 10.1Ч.1970. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 25.Ч111.1970

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИНЕЙНОГО ДВУХПОЛУПЕРИОДНОГО

ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

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 детектнрующих транзисторов подключены к коллекторам транзисторов симметричного двухтактного каскада предварительного усиления и одновременно—

5 к первичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого через резисторы подключена к эмиттерам транзисторов каскада предварительного усиления. то На чертеже приведена схема предлагаемого у стр ойств а.

Устройство состоит из двухтактного каскада предварительного усиления на транзисторах 1 и 2, входного трансформатора 8, выходного

15 трансформатора 4 с обмотками обратной связи 5 и б и детектирующих транзпсторов 7.

Выходной каскад гальванически соединен с каскадом предварительного усиления. В цепи эмиттеров транзисторов 1 и 2 включены

2о резисторы 8 и 9, создающие отрицательную обратную связь по току, протекающему через эмиттеры. Последовательно с этими резисторами включены обмотки 5 и б выходного трансформатора, благодаря чему обеспечивается положительная обратная связь, напряжение которой зависит от напряжения на переходах база-эмпттер детектируюшпх транзисторов 7.

Коллекторы транзисторов каскада предва3п рительного усиления зашунтированы резисто268513

1О

15 го

3О

45

65 ром 10, что позволяет сбалансировать соотношение обратных связей при отсутствии сигнала на входе.

Делитель из резисторов 11 и 12 обеспечивает подачу постоянного смещения па базы транзисторов 1 и 2.

Нагрузка 18 присоедипена к коллекторам выходных детектирующих транзисторов 7.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал подается на трансформатор 8 и усиливается транзисторами 1 и 2. Усиленный сигнал поступает на детектирующпе 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 определяется 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 его усиление этого каскада очень велико. Поэтому уже при небольших входных сигналах напряжение 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-амгерпой характеристики.

Поступающие с предварительпого каскада переменные сигналы различной полярности поочередно открывают транзисторы выходного каскада, которые обеспечивают двухполупериодное выпрямление и 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 переходах база-эмиттер при значительных изменениях тока остаются почти постоянными.

Напряжение отрицательной обратной связи по мере увеличеня входного сигнала растет, так как увеличиваются токи через переходы детектирующих транзисторов, а, следовательно, и токи, протекающие через резисторы 8 и 9. Таким образом, в устройстве по мере увеличения входного напряжения начинает преобладать отрицательная обратная связь, которая обеспечивает прспорциональность выходного напряжения входному.

В случае преобладания отрицательной обратной связи входное сопротивление открытых переходов детектирующих транзисторов мень-. ше выходного сопротивления предварительного каскада. Следовательно, ток через детектирующий каскад пропорционален току, протекающему через эмиттеры транзисторов 1 и 2 и пропорционален выходному напряжению, Выходное напряжение детектирующих транзисторов в свою очередь значительно больше сопротивления нагрузки, в результате чего ток, протекающий через переход база-эмиттер детектирующего транзистора, равен току в нагрузке (и близко к 1) .

Таким образом, соблюдается пропорциональность выходного напряжения входному, благодаря чему достигается линейное детектирование в широком динамическом диапазоне.

Наличие отрицательной обратной связи обеспечивает стабильность детекторной характеристики при изменении температуры и установке элементов схемы, имеющих разброс параметров, В описываемом 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 предварительного каскада на режим выходного каскада, При одновременном изменении токов транзисторов 1 и 2 разность потенциалов между электродами детектирующих транзисторов не возникает.

Переменные сигналы на обмстках выходного трансформатора не превышают напряжения отсечки переходов детектирующих транзисторов, что позволяет уменьшить его габариты.

Предмет изобретения

Устройство для линейного двухполупериодного детектирования электрических сигналов, содержащее каскад предварительного усиления и детектор с перекрестно-соединенными переходами база-эмитгер транзисторов, отличающееся тем, что, с целью обеспечения детектирования сигналов в большом динамическом диапазоне при малых минимальных сигналах в нагрузке, снижения потребляемой мощности и уменьшения габаритов, перекрестно-соединенные переходы база-эмиттер транзисторов детектора 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, 268513

Составитель О. Гаврилина

Редактор Т. И. Морозова Техрсд Л. В. Куклина Корректор Т. П. Лаврухина

Заказ 2211(5 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, iK-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2