Пассивный апериодический фазовый манипулятор на 180 градусов
Предложен пассивный апериодический фазовый манипулятор на 180°, выполненный на одном (пассивном) транзисторном ключе, амплитудно-манипулированное AMн, колебание которого преобразуется в фазоманипулированное (ФМ н) на 180° колебание с помощью фазоинвертора. Технико-экономическим эффектом полезной модели является сокращение в 2 раза числа ключей (2-х транзисторов) и фазоинвертора по сравнению с прототипом, что упрощает и удешевляет устройство, повышая его надежность.
Полезная модель относится к области радиопередающих устройств, а точнее - к модуляторам.
Известны источники, в которых описаны фазовые модуляторы на 180°:
1. Патент на ПМ №37444 Пассивный апериодический фазовый манипулятор на 180° / А.А.Волков и др. Приоритет от 22.12.2003.
2. Шмытинский В.В. и др. Цифровые системы передачи информации на железнодорожном транспорте. - М.: Транспорт, 1995.
В первом источнике описан фазовый манипулятор на двух электронных ключах (4-х транзисторах) и двух фазоинверторах, а во втором источнике - амплитудный манипулятор на одном электронном ключе (2-х транзисторах), который входит в состав фазового манипулятора первого источника.
По технической сущности наиболее близким к данной полезной модели (ПМ) является устройство, описанное в первом источнике, которое по этой причине и принимается за ее прототип.
Прототип состоит из двух электронных ключей, двух фазоинверторов, сопротивления нагрузки, а также генератора колебания несущей частоты, источника манипулирующего сигнала, причем выход генератора подключен к одному входу первого и второго ключей непосредственно. Источник манипулирующего сигнала подключен ко второму (управляющему) входу первого ключа непосредственно, а ко второму входу второго ключа - через первый фазоинвертор. Сопротивление нагрузки подключено к выходу первого ключа непосредственно, а к выходу второго ключа - через второй фазоинвертор. Ключ состоит из последовательно включенных через
эмиттеры двух пассивных (без питания) транзисторов, базы которых соединены между собой непосредственно. Между эмиттерами и базами транзисторов включен изолированно источник манипулирующих сигналов. Входом ключа является коллектор первого транзистора, а выходом - коллектор второго транзистора, подключенный к сопротивлению нагрузки.
Основным недостатком прототипа является наличие большого числа транзисторов (4) и фазоинверторов (2), что усложняет и удорожает схему, уменьшает ее надежность.
Техническим результатом заявленного объекта является упрощение и удешевление конструкции фазового манипулятора, а также увеличение его надежности.
Сущность полезной модели состоит в том, что в прототип, состоящий из вышеперечисленных элементов, введен потенциометр и изменена связь второго фазоинвертора. Это позволяет исключить первый ключ и первый фазоинвертор. Оставшийся фазоинвертор выполнен в виде понижающего в 2 раза трансформатора, вторичная (понижающая) обмотка которого включена последовательно между выходом ключа и входом сопротивления нагрузки, а первичная обмотка, противофазно включенная первичной, подключена к средней точке потенциометра, соединенного с выходом генератора колебания несущей частоты.
Существенным отличием ПМ является совокупность введенного элемента и изменение связи фазоинвертора, так как только они позволили сократить в 2 раза число транзисторов и фазоинверторов в ней, тем самым упростить и удешевить схему фазового манипулятора, увеличив его надежность.
Данное предложение иллюстрируется чертежами.
На фиг.1, а представлена структурная схема, на фиг.1, б -принципиальная схема предлагаемого фазового манипулятора, а на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.
Фазовый манипулятор состоит (фиг.1) из генератора колебания несущей частоты 1, потенциометра 2, источника манипулирующего сигнала 3, электронного ключа 4, трансформатора (фазоинвертора) 5, сопротивления нагрузки 6. Известные элементы, кроме блоков 1, 3 на фиг.1, б обведены пунктиром, введенные - не обведены.
Работа схемы манипулятора происходит следующим образом.
С генератора 1 колебание несущей частоты u 1(t) (фиг.2) поступает на вход коллектора первого транзистора ключа 4 и параллельно - на вход потенциометра 2. На управляющий вход ключа 4 подается дискретный манипулирующий сигнал u 3(t) (фиг.2) в виде единиц «1» и нулей «0». При u 3(t)=1 ключ 4 открыт и в нагрузку 6 проходит сигнал u 1(t) с генератора 1, а при u3(t)=0 - ключ 4 заперт и в нагрузку сигнал не проходит, как это показано на фиг.2 временной диаграммой u4(t). На выходе ключа 4 имеет место амплитудно-манипулированный (АМ н) сигнал u4(t), который складывается последовательно в нагрузке 6 с колебанием u5 (t) (фиг.2) несущей частоты вторичной обмотки трансформатора 5. Напряжения u4(t) и u 5(t) взаимно противофазны и амплитуда u 5(t) ровно в 2 раза меньше амплитуды u4 (t), что достигается с помощью потенциометра 2. Поэтому в суммарном сигнале амплитуда u4(t), соответствующая u3(t)=1 и нулевой фазе, уменьшится в 2 раза без изменения фазы, а интервал u4(t), соответствующий u3(t)=0, заполнится противофазным колебанием u5(t). Так в нагрузке формируется колебание равной амплитуды, но со скачками фазы на 180°, соответствующими «1» и «0» манипулирующего сигнала u 3(t). Это и есть фазоманипулированные (ФМ н) на 180° колебания.
Технико-экономическим эффектом данной полезной модели является уменьшение в 2 раза числа транзисторов и фазоинверторов в фазовом манипуляторе, что упрощает и удешевляет данное устройство, повышая его надежность.
Пассивный апериодический фазовый манипулятор на 180°, состоящий из электронного ключа, содержащего два последовательно включенных через эмиттеры транзистора, сопротивление нагрузки, фазоинвертор, через который подключен выход ключа к нагрузке, а также генератор колебания несущей частоты, подключенный к коллектору первого транзистора, и источник манипулирующего сигнала, включенный между эмиттерами и базами транзисторов ключа, отличающийся тем, что в него введен потенциометр, подключенный к выходу генератора колебания несущей частоты, выполненного в виде понижающего в два раза трансформатора, вторичная (понижающая) обмотка которого включена между коллектором второго транзистора ключа и сопротивлением нагрузки, а первичная его обмотка, включена встречно вторичной и соединена со средней точкой потенциометра.
