Разработка и исследование балансных широкополосных преобразователей частотных спектров и устройств на их основе

• Автор: Филатов, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 203 с. : ил.

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ И ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ СОЗДАНИЯ НОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ 10 1 Л. Пассивные преобразователи частоты, построенные
по балансным схемам
1.2. Активные преобразователи частоты на дискретных элементах
1.3. Преобразователи частоты в интегральном исполнении
1.4. Постановка задачи разработки смесителей в диапазонах
КНЧ и СНЧ
2. РЕЗИСТИВНО-ДИОДНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
ЧАСТОТНЫХ СПЕКТРОВ
2.1. Простой резистивно-диодный преобразователь частоты
2.2. Резистивно-диодные преобразователи частотных спектров
типа БСКГ
2.3. Резистивно-диодные преобразователи частотных спектров
типа БСКС
2.4. Двойные двухтактные резистивно-диодные преобразователи частотных спектров
2.5. Тройной балансный преобразователь частотного спектра
Выводы
3. АППРОКСИМАЦИЯ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧАСТОТОПРЕОБРАЗУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ
3.1. Выбор способа аппроксимации
3.2. Обобщенные соотношения при полиномиальной аппроксимации
ВАХ ЧПЭ
3.3. Определение полиномиальных коэффициентов ВАХ ЧПЭ
3.4. Оценка точности аппроксимации вольт-амперных характеристик
Выводы

4. УСТРОЙСТВА НА ОСНОВЕ РЕЗИСТИВНО-ДИОДНЫХ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТНЫХ СПЕКТРОВ
4.1. Умножители частоты
4Л. 1. Умножители частоты на основе балансных смесителей
4 Л .2. Умножители частоты на основе кольцевых смесителей
4Л.З. Резистивно-диодные умножители частоты с высокой
степенью компенсации собственных помех
4.2. Электронные вольтметры с резистивно-диодными
амплитудными модуляторами
4.3. Анализаторы гармоник с резистивно-диодными преобразователями частоты
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность темы. При решении многих радиотехнических задач нередко возникает необходимость в преобразовании частотного спектра сигналов, то есть в транспонировании (перемещении) его вниз или вверх по шкале частот без изменения соотношений между компонентами спектра.
Преобразователи частоты — достаточно широкий класс радиотехнических устройств, включающих в свой состав смесители, модуляторы, умножители частоты, детекторные устройства. Для модулированных колебаний преобразование частоты сопровождается изменением (повышением или понижением) несущей частоты с сохранением вида модуляции и закона изменения модулируемого параметра.
Преобразование частотных спектров сигналов осуществляют с помощью нелинейных или параметрических цепей. В радиотехнике для этой цели в большинстве практических случаев применяют нелинейные цепи. Для преобразования частоты используется нелинейность вольт-амперных характеристик преобразующих элементов, в качестве которых обычно применяются полупроводниковые диоды и транзисторы.
По структурным признакам все многообразные схемы преобразователей частоты можно разделить на однотактные, балансные и кольцевые. Каждую из них можно выполнить как на пассивных, так и на активных нелинейных элементах. Однотактные схемы из-за низких качественных показателей не нашли практического применения, т. е. предпочтение отдано различным вариантам балансных и кольцевых преобразователей частоты.
Недостатком широко используемых на практике диодных балансных и кольцевых преобразователей частоты является наличие в них частотнозависимых элементов типа трансформаторов, которые существенно сужают частотный диапазон их применения и имеют сравнительно большие размеры, значительно ограничивающие их применение в малогабаритной, особенно микроэлектронной радиоаппаратуре. По той же причине на самых низких

при раскрытии скобок в правой части (2.38) в ее слагаемые, аналогично (2.22), будут ВХОДИТЬ произведения косинусов COS (рг и COS (рс, имеющих конкретные определенные степени. Эти произведения обобщенно можно представить в виде COSr <рг COS^ <рс, причем г и (Л принимают такие же значения, что и при рассмотрении БСКГ (при условии равенства степеней аппроксимирующих полиномов). Отметим, что пределы изменения т и Ц зависят от п: сростом п они расширяются, а с уменьшением п сокращаются.
Число произведений косинусов в выходных напряжениях БСКГ и БСКС одинаково и при п = 10 составляет 29, причем пятнадцать из них попарно совпадают между собой, а четырнадцать отличаются. Их порядковые номера в таблице П1.1 следующие: 2; 3; 6...8; 12... 15; 20...24. Однако и формулы под указанными номерами можно использовать при анализе БСКС, если в них предварительно индекс «Г» сменить на «С», а «С» - на «Г».
Учитывая изложенное и принимая во внимание формулы таблицы П1.1, напряжение и н для БСКС можно представить в виде суммы гармонических составляющих (п = 10):
(2.39)
+ I ск+26 [cos(7^r + к<рс) + cos(7pr - к(рс)] +
где С,...С30 - амплитудные коэффициенты; при этом