Преобразователь частоты

Преобразователь частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсмнх

Социапнстниескнх

Республик

ОП ИСАЙ ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 919041 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлемо 28.07.80 (2t) 2960310/18-09. с присоединением заявки Рй (23 } Приоритет

° Опубликовано 07.04.82. Бюллетень М 13

Дата опубликования описания 07 . 04 . 82 (51) М. Кл.

Н 03 0 7/14

Мудерстеехвы11 квинтет

СССР ив делен нзоеретевн11 в открытий (53) УДК 621.372.. 632 (088. 8) В.М.Алексеев, В.Г.Выборный, РЗ.С.Данич, В.П.Лукьянец и В.В.Сокольский (72) Авторы изобретения

Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в радиоприемной и радиоизмерительной технике.

Известны балансные преобразователи частоты, содержащие источник входного сигнала, источник гетеродина, делитель входного сигнала (дифференциальный трансформатор, направленный ответвитель, квадратурный мост), преобразующие элементы (транзисторы, лампы, диоды), фильтры промежуточной частоты, сумматор (или вычитатель) промежуточной частоты (дифференциальный трансформатор, резонансный контур)„ фильтр нижних частот и т.п. (1).

По сравнению с обычными однотактными преобразователями частоты балансный преобразователь частоты имеет увеличенный примерно вдвое динамический диапазон по входному сиг@апу, так как мощность входного сигнала делится между двумя плечами преобразователя.

Динамический ди апаз он из вест ных балансных преобразователей частоты

3 часто оказывается недостаточен и может быть повышен в известных устройствах лишь за счет применения более мощных преобраэуккцих элементов н увеличения мощности гетеродина, что, однако, неизбежно приводит к увели I чению коэффициента шума, а, следовательно, к снижению чувствительности радиоприемных устройств, особенно в

ВЧ и СВЧ диапазонах.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь частоты, содержащий делитель мощности входного сигнала, к первому выходу которого подключены последовательно соединенные первый смеситель, первая линия задержки и сумматор, вторую линию задержки, вход которой подключен к второму выходу делителя мощности входного сигнала, второй смеситель, 9 19<1< < 1 выход которог о соединен с дру1 им входом сумматора, и гетероцин, выхоц которого поцклкгчен к гет< родниным входам первого и второго смесителей P2 g °

Недостаток известного преобразователя — низкий динамический диапазон по входному сигналу.

Цель изобретения — повышение динамического диапазона.

Поставленная цель достигается тем, что. в преобразователь частоты, содержащий делитель мощности входного сигнала, к первому выходу которого подключены последовательно сое- диненные первый смеситель, первая линия задержки и сумматор, вторую линию задержки, вход которой подключен к второму выходу делителя мощности входного сигнала, второй гмеситель, выход которого соединен с цру— гим входом сумматора, и гетероцин, выход которого подключен к гетероцинным входам первого и второго смесителей, между выходом первого смеси— теля и сигнальным вхоцом второго смесителя введены последовательно соединенные третий смеситель и вычитатель, другой вход которого подключен к выходу второй линии задержки, при этом гетероцинный вход третьего смесителя подключен к выходу гетероцина„ а

С„ < С где С и С2 — коэффициенты передачи целителя мощности входного сигнала соответственно по первому и вто11олг2 выходам.

На чеотеже поедставлена стоуктчо— ная схема предлагаемого поеобпазователя частоты, Преобразователь частоты содепжит делитель 1 мощности входного сигнала, первую линию 2 зацеожки, пег1вый смеситель 3, второй смеситель 4 сумматор 5, гетероцин б, третий смеситель 7, вторую линию 8 задержки и вычитатель 9.

Преобразователь частоты работает следующим образом.

Предположим, что первый смеситель

3 и второй смеситель 4 понижают частоту входного сигнала. В этом случае третий смеситель 7 должен быть повышающим. Входной сигнал проходит на выход тремя путями. Первый путь первый выход делителя 1, первый смеситель 3, первая линия 2 задержки, сумматор 5; второй путь — первый сме— ситель 3, третий смеситель 7, вычитатель 9, второй смеситель 4, суммятор з, гретий путь — второй выход целит еля 1, вт ор 1я линия 8 з я 1ержки, вычитатель 9, второй смес итель 4, сумматор 3.

Для упрощения записи, но без потери общности примем коэффициенты перецячи линий задержек, вычитателя и сумматора равными IIQ модулю единице, а коэффициенты усиления (или переця10 чи) по напряжению смеситепей обоз начим соответственно К, К и К . При компенсации с помощью линий задержек группового времени запазцывания и его неравномерности, которое вносят смесители и фильтры, имеем цля коэффициента усиления по напряжению устройства в целом

Соотношение (1) получено при усло— вии равного деления сигнала целителем 1 (неравность деления сигнала учтем ниже) .

При балансе устройства, т. е. при выполнении условий и (или )

Къ

К=К = 1- и.<1и

К (1) следу ет т акже, К<=

2 к

% имеем

30 ч г <.< т.е. относительная погрешность коэффициента усиления преобразователя частоты в целом является величиной второго порядка малости при условии, что третий смеситель имеет =О. Из

4Î соотношений (2) — (4) следует, что цля получения усиления от преобразователя частоты в целом необходимо, чтобы первый и второй смесители имели К 1 1 и К >. 1, т. е. первый и второй смеси45 тели должны быть выполнены либо ня активных преобразующих элементах (лампы, транзисторы и т, и. ), либо на пассивных преобразующих элеме)IT;Ix например, на диодах с барьером Иоттки, но с добавлением усиличепя промежуточной частоты," третий смеситсль

7 должен иметь K> a 1, т. е. л<ожет быть выполнен либо на диодах, II»II!»Iмер, диодах с барьером Иоттки, либо на активных преобразующих элемент,1х, «о с добавлением аттеH!0»Top» с<и твеT ствукнцей величины. Испол ьэог<;1ние циодного третьего сл<есит<21я 7 бо,:

919041

Формула изобретения предпочтительно, так как он более стабилен по сранненн,например, с транзисторными смесителями, и,,следовательно, легче достигается условие =0. Кроме того диодный кь

Э смесит ель вносит значительно меньше собственных шумов, Повышение динамического диапазона беэ увеличения коэффициента шума качественно можно показать так. t0

Пусть первый смеситель 3 выполнен, например, на транзисторе средней мощности, а второй смеситель 4 — на маломощном мал ошумящем тр анз ист ор е.

Очевидно, что в этом случае первый 15 смеситель 3 будет иметь больший динамический диапазон но и больший коэффициент шума по сравнению со вторым смесителем 4. Нетрудно видеть, что при балансе (при условии К =К = — ) 20 ,! к собственные шумы первого смесителя будут скомпенсированы, так как коэффициенты передачи при балансе схемы и сделанных выше предположениях от выхода первого смесителя до выхода 25 всего устройства по первому и второму пути одинаковы по величине и противоположны по знаку. Таким образом, общий коэффициент шума преобразователя частоты будет определяться ма- 5О лошумящим вторым смесителем 4 а ди-

1 намический циапаз он — ср аннит ельно мощным первым смесителем 3. Для получения мапого коэффициента нума второго смесителя г! необходимо, 4тобы потери но входной цепи второго смесителя 4 были достаточно малы, другими словами, необходимо, чтобы делитель

1 практически весь сигнал передавал на вход второго смесителя 4. Например если в качестве делителя 1 использован направленный ответвитель с переходным ослаблением 10 дБ по отношению к перному выходу, то коэффициент шума второго смесителя 4 Кг с увели45 чится на 0,4 дБ.

Количественный анализ предлагаемого устройства приводит к следующим соотношениям.

Коэффициент усиления по напряжению

50 при балансе

Y, — w,e -6 Л-с (5) где С вЂ” коэффициент передачи делителя 1 на его первый выход, Коэффициент шума всего устрой- 55 ства при балансе

Следует заметить., что за счет уменьшения коэффициента передачи делителя I на вход первого смесителя

3 динамический диапазон по входному сигналу всего устройства без увеличения коэффициента шума увеличивается примерно на 10 !g (дБ) даже при одинаковых динамических диапазонах первого и второго смесителей.

Предлагаемое устройство позволяет значительно увеличить динамический диапазон преобразователей частоты без увеличения коэффициента шума, что повышает помехозащищенность радиоприемных устройств и облегчает решение задачи электромагнитной совместимости радиотехнических устройств.

Преобразователь частоты, содержащий делитель мощности входного сигнала, к первому выходу которого подключены последовательно соединенные первый смеситель, первая линия задержки и сумматор, вторую линию задержки, вход которой подключен к второму выходу делителя мощности входного сигнала, второй смеситель, выход которого соединен с другим входом сумматора и гетеродин, выход которого подключен к гетеродинным входам первого и второго смесителей, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью увеличения динамического диапазона, между выходом первого смесителя и сигнальным входом второго смесителя, введены последовательно соединенные третий смеситель и вычитатель, другой вход которого подключен к выходу второй линии задержки, при этом гетеродинный вход третьего смесителя подключен к выходу гетеродина, а С (<С где С и С вЂ” коэффициенты передачи

1 делителя мощности входного сигнала соответственно по первому и второму выходам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Дальняя связь. Под ред. А. Н. Зингеренко. М., Свяэ ьиздат, 1970, с. 148. рис. 8. 22 °

2, Асеев Б. П. Фзз оные соотношения в радиотехнике. М., Сняз ьиздат, 1959, с, 118> рис. 3-23, (прототип).

919041

Составитель Л.Ананьева

Редактор Н. Ковалева Техред Т,Маточка Корректор H.Ñòåö

Заказ 2159 37 Тираж 954 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4