Подвійний балансовий рівнобіжний перетворювач частоти

Подвійний балансовий рівнобіжний перетворювач частоти (ПБРПЧ), що складається з двох пар діодів, джерела перетворюваного сигналу, вхідного трансформатора, що підключений до джерела перетворюваного сигналу первинною обмоткою і який має середню точку у вторинній обмотці, джерела перетворюючого сигналу, іншого вхідного трансформатора, що підключений до джерела перетворюючого сигналу первинною обмоткою і який має вторинну обмотку, вихідного трансформатора, який має першу і другу обмотки із середніми точками та вихідну обмотку, яка входить до складу вихідного резонансного наванта C2 2 91699 1 3 вачів частоти (БПЧ), працюючих кожний на своє навантаження, строго в протівофазі. Результат роботи обох БПЧ виділяється вихідним коливальним контуром (див. креслення.). Об'єднання двох БПЧ подібним чином здобуває якісні відмінності: значно збільшує Кпр пристрою, що доводиться тим, що перетворення частоти в ПБРПЧ відбувається майже безупинно, за винятком моментів періоду коливань джерела перетворюючого сигналу (ДПС), коли напруга ДПС проходить через нуль, точніше від точки закривання діодів одного БПЧ до точки відкривання діодів іншого БПЧ. Таким чином, на відміну від БПЧ у ПБРПЧ відбувається додавання перетворюваного сигналу не з на півхвилею ДПС, а з цілою хвилею, що забезпечує двотактне перетворення частоти, що приводить до підвищення коефіцієнта перетворення. Крім цього, через те, що кожний з ДПС має своє навантаження, у виді своєї обмотки, не мають гальванічного зв'язку по виходу, то змішування частот відбувається не в одній обмотці, як в інших перетворювачах, а відбувається змішування сигналів через магнітний зв'язок, що зводить утрати при перетворенні до мінімуму. У порівнянні з ПБРПЧ , описаному в патенті України №73656, публ. 15.08.2005p., цей простіше у виготовленні та настроюванні, краще при використанні на високих частотах тому що вихідна обмотка вхідного трансформатора, підключеного до джерела перетворюючого сигналу не має середньої точки, тому не має необхідності уживати заходів по симетричному виготовленню як в патенті України №73656, пул. 15.08.2005р. У проведених іспитах ПБРПЧ у порівнянні з кільцевим перетворювачем показав значне покращення технічних характеристик. Так ПБРПЧ стійко працює до відносно високих напруг сигналу, що перетворюється, більше нуль цілих семи десятих вольтів, при невеликому зменшенні Кпр і не защіпається. Можна також відзначити високу перешкодостійкість, обумовлену тим, що перешкода, як і вхідний сигнал, що перетворюється, великої амплітуди не призводить до порушення в роботі ПБРПЧ, а також перетворюється за частотою. Опис конструкції ПБРПЧ: Перетворювач складається з чотирьох діодів 1, 2, 3, 4, двох трансформаторів 5, 6. Трансформатори 5, 6 - вхідні, 5 використовується для подачі вхідного (що перетворюється) сигналу. 6 використовується для подачі перетворюючого сигналу на діоди. 7 - вихідний коливальний контур (див. креслення). На кресленні Фіг.: 1, 2, 3, 4 - діоди; 5, 6 - вхідні трансформатори 7 - вихідний коливальний контур; 10 - ємність коливального контуру 7; 11, 13 - виводи обмотки трансформатора 5; 12 - середня точка трансформатора 5; 20, 21 - кінці обмотки трансформатора 6; 14, 16 і 17, 19 - виводи обмоток (котушок зв'язку) вихідного коливального контуру 7; 15, 18 - середні точки обмоток (котушок зв'язку) вихідного коливального контуру 7; 22, 23 - виводи вихідної обмотки трансформатора 7; 8 - джерело перетворюваного сигналу; 9 джерело перетворюючого сигналу (ДПС).(див., креслення). 91699 4 Вимоги до елементів; діоди 1, 2, 3, 4 повинні мати близькі параметри. Дані трансформаторів: 5: всі три обмотки намотані симетрично, мають індуктивність. 6: обмотка 20-21 має індуктивність, обмотка підключена до ДПС намотана окремо. 7: обмотки (котушки зв'язку) 14-15, 15-16 та 1718, 18-19 намотані симетрично, мають індуктивність, вихідна обмотка 22-23 намотана окремо. Кількість витків трансформаторів та індуктивності сердечників трансформаторів залежить від діапазону робочих частот перетворювача. Решта вимог східні з вимогами до створення подібних пристроїв. ПБРПЧ складається з двох БПЧ. Перший БПЧ має загальний з другим БПЧ трансформатор 5. Діоди 1 та 3 першого БПЧ підключені анодами до кінців 11 та 13 обмотки трансформатора 5, іншими електродами діоди підключені до кінців 14 та 16 першої обмотки (котушки зв'язку) коливального контуру 7. Діоди другого БПЧ 2 та 4 підключені катодами до кінців 11 та 13 трансформатора 5, іншими електродами діоди підключені до кінців 17 та 19 другої обмотки (котушки зв'язку) коливального контуру 7. Коливальний контур 7 утворений індуктивністю обмотки з кінцями 22 та 23 та ємністю 10. Середня точка 15 обмотки (котушки зв'язку ) 14-16 та середня точка 18 обмотки (котушки зв'язку ) 17-19 коливального контуру 7 з'єднані між собою та підключені до кінця 21 трансформатора 6, підключеного до ДПС. Кінці 20 трансформатора 6 та середня точка 12 трансформатора 5 з'єднані. Через обмотку 11-13 трансформатора 5 постійно подається перетворений сигнал. Діоди 1 та 3 відчиняються ДПС, коли в обмотці 20-21 трансформатора 6 струм тече у напрямку від виводу 20 до виводу 21 (при загальноприйнятому: рух електронів від "+" до "-"). З вхідного трансформатора 5 через відкриті діоди на обмотку (котушку зв'язку) 14-16 коливального контуру 7 проходить сигнал що перетворюється. Діоди 2 та 4 у цей момент закриті напругою обмотки 20-21 трансформатора 6 тому, що на виводі 20 - "+", на виводі 21 - "-". Проходження перетвореного сигналу через закриті діоди 2 та 4 відсутній. Діоди 1 та 3 закриваються ДПС коли на виводах обмотки 20-21 трансформатора 6 напруга на вивода 21 - "+" , на виводі 20 - "". В цьому випадку проходження сигналу, що перетворюється, через діоди 1 та 3 з трансформатора 5 на обмотку (котушку зв'язку) 14-16 коливального контуру 7 не відбувається. Діоди 2 та 4 в цей час відкриті струмом ДПС: в обмотці 20-21 трансформатора 6 струм тече від виводу 21 до виводу 20. Через відкриті діоди з вхідного трансформатора 5 на обмотку (котушку зв'язку) 17-19 коливального контуру 7 проходить сигнал що перетворюється. ДПС під час роботи відкриває діоди 1, 3, закриває 2, 4, потім навпаки відкриває 2, 4, закриває 1, 3. Результати роботи обох БПЧ на обмотках (котушках зв'язку) 14-16 та 17-19 складаються в магнітному сердечнику та виділяються вихідним коливальним контуром 7. 5 91699 Технічні характеристики ПБРПЧ Вхідний опір низький Вихідний опір великий Вхідна напруга ДПС на кінцях обмотки 20-21 трансформатора 6 Вхідна напруга сигналу що перетворюється, обмежене лінійним режимом перетворення Вхідна напруга сигналу що перетворюється, обмеженого шумами діодів (1,2 децибел ) Коефіцієнт перетворювання Кпр по потужності Коефіцієнт перетворювання при величині вхідного перетворюваного сигналу (Ubx ) рівному 1 Вольт по потужності Випробувана верхня частота (через відсутність більш висо 6 кочастотних сердечників трансформаторів) десятки Ом десятки тисяч Ом від 0,6 Вольт до 1,3 Вольт вхідна напруга ДПС на кінцях обмотки 20-21 трансформатора 6. від ~0,0000001 Вольт до 0,7 Вольт менший або дорівнює 0,8 менший або дорівнює 0,4 Напруга сигналу з частотою, на яку набудований коливальний контур 7, подана на вхід ПБРПЧ на виході відсутній. Випромінювання ДПС скрізь ПБРПЧ на вхід та на вихід практично відсутній. Діапазон частот, який подають на вхід приймачеві, лежить в межах від 63 до 73 мільйонів Герц та від 88 до 110 мільйонів Герц. Приймачі с ПБРПЧ забезпечують прийом далеких і місцевих радіостанцій без застосування автоматичного регулювання посилення в підсилювачах перетвореної частоти (або ПВЧ) та атенюаторів навіть при перешкодах, створюваних іншими радіостанціями, працюючими в безпосередній близькості від прийомної антени. 150 мільйонів Герц Комп’ютерна верстка Т. Чепелева Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601