4. Модуляторы вч колебаний на биполярных транзисторах

Транзисторный выключатель.Устройство (рис 721) пред­назначено для дистанционного включения переменного сигналапри отрицательном управляющем сигнале 1 В входной сигнал с ампли­тудой менее 1 В не проходит через транзисторыVT1 иVT2 Ослаб ление входного сигнала может превышать 100 дБ на частотах до 10 МГц. Для открывания схемы на управляющий вход подается напряжение положительной полярности 2 — 3 В. В этом режиме оба транзистора открыты. Коэффициент усиления схемы равен 09

Диодный выключатель.При отсутствии сигнала на управляю­щем входе (рис. 7.22) транзисторVT2 закрыт. Положительное кол­лекторное напряжение закрывает диодыVD1 и VD2 Положительное напряжение на управляющем входе открывает транзисторVT2 и на его коллекторе появляется напряжение минус 4 В которое от­кроет диоды. Входной сигнал с амплитудой 0,5 В, через диоды пройдет на выходы. Частота входного сигнала 100 МГц Диодный выключатель может работать в широком диапазоне частот Для уменьшения нижней граничной частоты входного сигнала необходи­мо увеличить емкости конденсаторов. При входном сигнале с амп­литудой более 1 В выходной сигнал имеет нелинейные искажения

Диодный высокочастотный выключатель.Импульсный модуля­тор высокочастотного сигнала (рис. 7.23) представляет собой диод­ный переключатель. Когда управляющий транзистор закрыт отри­цательное напряжение на его коллекторе закрывает диодыVD1 иVD2 и открывает диодVD3. КонденсаторС1 ослабляет входной сигнал, который проходит через закрытый диодVD1. В результате этого общее ослабление на выходе схемы составит более 70 дБ. При открывании транзистораVT1 положительное напряжение открывает диодыVD1 иVD2 и закрывает диодVD3. Входной сигнал через диоды поступает на выход. Схема может управлять сигналами с частотой до 30 МГц. Скорость переключения может составлять 500 кГц.

Рис. 7.21 Рис. 7.22 Рис. 7.23

Рис. 7.24

Генератор радиоимпульсов.Генератор (рнс. 7.24) построен на одном транзисторе, включенном с ОБ. Коэффициент трансформации в пределах 0,3 — 0,15 не критичен. При запуске схемы на управля­ющий вход поступает положительный импульс с амплитудой до 5 В. ЦепочкаR2, С2 создает автоматическое смещение. Для транс­форматора с обмотками (w1=25 витков,w2 = Q витков,w3 = 2 вит­ка), намотанными на каркасе диаметром 7 мм, частота гармониче­ского сигнала равна 20 — 30 МГц. Колебания нарастают за 2 — 3 пе­риода. Длительность спада радиоимпульса определяется сопротивле­нием резистораR1. ДляR1 — 1 кОм затухание происходит за 2 — 3 периода. Если применить транзистор ГТ313, можно получить колебания с частотой 100 — 150 МГц; при этом трансформатор дол­жен иметь обмотки (w1=4,5 витка;w2=1 виток) на каркасе диаметром 7 мм, R2 = 91 Ом; С2=18 пФ. Нарастание колебаний происходит за 5 — 7 периодов.

Рис. 7.25

Рис. 7.26

Импульсные высокочастотные модуляторы.В модуляторе (рис. 7.25) транзистор работает в режиме лавинного пробоя. При больших коллекторных напряжениях переход эмиттер — база транзисторов имеет участок с отрицательным дифференциальным сопро­тивлением. Максимумом 5-образной характеристики можно управ­лять напряжением в цепи базы. В данных модуляторах коллектор­ное напряжение выбрано немного меньше напряжения лавинного пробоя. При отсутствии входного сигнала транзистор закрыт. Поло­жительный сигнал в цепи базы открывает транзистор. Эмиттерный переход смещается в область отрицательного сопротивления. В эмит-терной цепи возникают релаксационные колебания, частота которых определяется цепочкойR3, С2. КонденсаторС1 шунтирует колеба­ния в цепи коллектора. В схеме рис. 7.25, а на выходе формиру­ются импульсные сигналы положительной полярности с амплитудой 5 В и частотой порядка 20 кГц. Схема рис. 7.25,б позволяет полу­чить сигналы отрицательной полярности с амплитудой 2 В и часто­той около 70 кГц.

В этих модуляторах могут быть использованы транзисторы П411Б с коллекторным напряжением 40 В и транзисторы ГТ311Ж с коллекторным напряжением 30 В, причем на этих транзисторах можно получить импульсы с частотой повторения до 100 МГц.

Управляемый высокочастотный генератор.Генератор гармони­ческих колебаний (рис. 7.26) собран на транзистореVT2. Колеба­ния в схеме отсутствуют до тех пор, пока открыты диодные ключи наVD1 иVD2, которые шунтируют контур. Работой диодных клю­чей управляет транзисторVT1. Входной импульс положительной полярности закрывает транзисторVTJ и, следовательно, диодыVD1 иVD2. Поскольку постоянный ток транзистораVT1 протекает через контур, то при закрывании его в контуре возникают колебания ударного возбуждения. Эти колебания в генераторе наVT2 поддер­живаются ПОС через обмотку ОС и резисторR7. По мере возра­стания амплитуды колебаний в генераторе начинают проводить включенные в цепь ООС диодыVD3 иVD4, которые ограничивают ПОС. Таким образом стабилизируется амплитуда гармонических колебаний. При изменении питающего напряжения с 8 до 16 В амплитуда выходного сигнала меняется на 3%. Верхняя граничная частота схемы доходит до 1 МГц.

Генератор радиоимпульсов с низкоомным выходом.Генератор (рис. 7.27) предназначен для работы на емкостную нагрузку. Когда на входе отсутствует управляющий сигнал, транзисторVT1 открыт и находится в насыщении. Через индуктивность протекает ток. С приходом управляющего импульса транзистор закрывается.

Рис. 7.27

В контуре должны возникнуть затухающие колебания. Однако это­го не происходит. При работе эмнттерного повторителя на емкост­ную нагрузку с индуктивным сопротивлением в цепи базы в схеме возникают колебания. Емкость нагрузки, при которой начинает воз­буждаться эмиттерный повторитель, определяется выражением Сн = т_к/h_21ЭR₆, где т_к— постоянная времени транзистора с ОЭ;h_21Э — коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ. В результате на выходе существуют незатухающие колебания. Для устранения возбуждения колебаний, когда транзисторVT1 открыт, в схему введен резисторR3.

Амплитуда гармонического сигнала с частотой 10 МГц на на­грузке с емкостью до 2 нФ составляет 5 В, а амплитуда сигнала с частотой 6 МГц на нагрузке с емкостью до 3,5 нФ равна 10 В Длительность управляющих сигналов от 0,1 икс до десятков мил­лисекунд.