신관 수신기의 중간주파 증폭용 트랜지스터 증폭회로
본 고안은 한국형 신관에 사용가능한 중간주파 증폭기 및 그 검파기회로에 관한 것으로, 더 자세하게는 증폭기의 주파수대역이 넓고 소형 크기로 제작가능한 신관 수신기의 중간주파 증폭용 트랜지스터 증폭회로 및 이 증폭회로와 일체로 결합된 검파기 회로에 관한 것이다. 신관은 폭발장치의 작약을 점화시켜 폭발시키도록, 폭발물연쇄의 최초과정을 일으키는 기능을 가지며, 폭발물이 기폭되면 다음 폭발물에 도폭케 하여 마침내 포탄의 작약에까지 점화되도록 하기 위한 장치이다. 모든 신관은 안전도, 장전, 민감도, 폭발의 4가지 기능을 구비하여야 한다. 안전도면에서 신관은 요구되는 시간이전에는 작용되지 않도록 설계되어야 한다. 또한 저장, 적재, 선적, 취급 및 발사시에 안전해야 한다. 신관은 두번째 기능으로서, 발사후 적당한 시간에 장전되어야 한다. 이는 발사포탄이 비약하는 동안에 발생하는 자연현상을 적절히 이용함으로써 달성될 수도 있다. 신관은 또한 표적의 위치를 감지하는 기능을 가져야 한다. 이러한 최종적인 소기의 목적을 달성하기 위해서는 표적과의 접촉, 표적에의 접근, 발사시로부터 예정된 비약시간의 측정 또는 표적의 존재를 표시하는 탄도의 특성을 측정함으로써 가능하다. 신관의 마지막 기능으로서 신관은 최적효과를 갖도록 소정의 시간에 폭발되어야 한다. 한편, 상기 포탄의 신관을 그 작용형태 또는 기능에 따라 분류해 보면, 충격신관, 시한신관, 주위신관, 근접신관 및 명령신관으로 분류해 볼 수 있다. 근접신관은 송신과 수신의 기능을 가진 전자장치를 그 신관에 구비하고, 이 송신장치에서 송신한 전파가 목표물에서 반사되는 신호를 신관의 수신장치를 통해 수신하여, 최적의 접근거리에서 그 기폭장치를 작동시키는 기능을 갖는다. 도 1은 신관의 수신장치에서 사용되는 수신기에 있어서, 종래기술로 형성된 중간주파 증폭기 및 그 검파기 회로의 회로도로서 연산증폭기를 사용하여 구성한 일례를 보이고 있다. 신관의 수신장치에 있어서, 수신되는 미약한 신호를 실용된 정도의 큰 신호로 하기 위해서는 수신신호를 충분히 증폭하지 않으면 안된다. 이를 위해서는 큰 증폭도를 지니고 있는 고주파 증폭회로를 2단이상 사용하여야 하지만 이 경우에는 고주파 증폭회로 전체의 종합증폭도가 대단히 커지고 이 회로에서 양귀환이 생겨서 발진현상을 일으키게 된다. 따라서 입력되는 주파수를 별도의 낮은 주파수로 내려서 다시 증폭하는 방식을 취하고 있다. 이를 위하여 국부 발진회로를 설치하고 이 발진회로에서 발진되는 주파수를 원래의 주파수와 혼합하고, 그 출력에 2개의 주파수의 차에 해당하는 중간주파의 신호파가 출력되는 현상을 이용한다. 도 1에서 보이는 회로는 연산증폭기를 사용하여 입력되는 상술한 중간주파를 증폭하고, 이를 검파하여 필요한 신호를 복조하기 위한 회로이다. 이 회로는 연산증폭기의 주파수 대역특성에 의하여 사용가능한 주파수가 결정된다. 이러한 연산증폭기는 그 집적회로의 특성상 고주파에서의 특성이 현저히 저하된다. 따라서 그 연산증폭기의 대역폭을 벗어난 주파수에서는 증폭기의 역할을 수행할 수 없다. 여기서 한국형 신관에 사용되는 상기 중간주파수의 대역은 약 2 MHz이므로, 통상의 상기 연산증폭기의 적정대역폭보다 높다. 이때, 주파수 대역이 보다 높은 연산증폭기는 또한 높은 비용지출을 요구하므로, 비용상의 문제가 발생한다. 한편, 신관에 상기 장치를 사용하기 위해서는 연산증폭기 및 그 부속 회로소자의 크기가 작을 것이 요구된다.
본 고안은 상기 문제를 해결하기 위한 것으로, 한국형 신관에 적용가능한 주파수 대역에서 우수한 증폭도를 가지며, 소형으로 제작할 수 있는 중간주파 증폭기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
도 1은 종래기술의 연산증폭기를 사용한 중간주파 증폭기의 증폭회로도, 도 2는 본 발명에 따른 중간주파 증폭용 트랜지스터 증폭회로의 회로도. * 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * 200 ; 중간주파 증폭부300 ; 포락선 검파부 Q 1 ; 증폭용 트랜지스터D 1 ; 검파용 다이오드 C 1, C 2, C 3, C 4 ; 커패시터R 1, R 2, R 3, R 4, R 5, R 6 ; 저항기 Vcc ; 전원전압
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 포탄 신관의 수신기에 사용되며, 주파수 변환회로를 거쳐 생성된 중간주파의 신호를 증폭하기 위한 중간주파 증폭기에 있어서, 입력되는 중간주파 신호를 바이패스시켜 트랜지스터 증폭기에 인가하기 위한 커패시터; 상기 커패시터를 통한 입력신호가 그 베이스에 인가되고, 전원전압이 저항기를 거쳐 그 콜렉터에 인가되는 트랜지스터; 전원전압을 상기 트랜지스터의 베이스에 바이어스하기 위해 그 전압을 분압하는 두개의 저항기; 상기 트랜지스터의 이미터와 그라운드 사이에 연결되어 그 바이어스를 안정화시키기 위한 저항기; 상기 저항기와 병렬로 연결되어 고주파 신호를 바이패스 시키기 위한 커패시터;그리고, 상기 트랜지스터에 의해 증폭된 중간주파의 신호를 출력시키기 위해 그 콜렉터에 연결되어 고주파 신호만을 출력시키기 위한 커패시터를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 신관 수신기의 중간주파 증폭용 트랜지스터 증폭회로를 제공한다. [실시예] 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 고안에 따라 구성한 중간주파 증폭기 및 포락선 검파기의 회로도이다. 한국형 신관에 적용하기 위해서는 그 중간주파수가 약 2 MHz대인 것이 필요하므로, 본 발명의 회로는 이에 적용가능하도록 설계되었다. 이 회로부는 크게보아 중간주파 증폭부(200) 및 포락선 검파부(300)로 구분된다. 중간주파 증폭부(200) 는 증폭용 트랜지스터(Q 1)와 그 부속회로로 구성된다. 커패시터(C 1)를 통한 중간주파의 변조신호는 트랜지스터(Q 1)의 베이스에 인가된다. 한편, 입력되는 전원은 저항기(R 1), 및 저항기(R 2)에 의해 분압되어 트랜지스터(Q 1)의 베이스에 바이어스 전원으로 인가된다. 저항기(R 4)는 상기 트랜지스터(Q 1)의 바이어스를 안정화 시키기 위한 저항기이다. 여기서 상기 트랜지스터(Q 1)를 사용한 증폭기의 증폭이득을 구하기 위해서는 다음 식이 적용된다. 이득 = ( -β×(R 3 // R 5) ÷ (rπ) 이때, β는 상기 트랜지스터(Q 1)의 전류이득을 말하며, rπ는 상기 트랜지스터(Q 1)의 베이스 이미터간의 등가 AC저항을 의미한다. 상술한 트랜지스터 증폭기를 사용한 중간주파 증폭기는 그 사용주파수 f = 2MHz일 때 실험상으로 약 100의 이득이 얻어졌다. 이때의 입력되는 중간주파 신호의 입력레벨은 150 mV(p_p)의 전압으로 인가되었고, 그 때의 입력전류값은 약 7mA이었다. 한편, 상기 바이어스 조건으로는 전원전압(Vcc)를 30V로 하였을때, 그 중간 전압인 15V의 전압에서 5mA의 전류바이어스를 흐르게 하여 최적의 바이어스 조건을 얻을 수 있었다. 또한, 포락선 검파부(300)는 저항기(R 5), 저항기(R 6), 다이오드(D 1), 및 커패시터(C 4)를 사용하여 형성된다. 주파수 변조된 신호파형을 다이오드(D 1)를 거쳐 그 진폭을 변화시킨 포락선 파형을 검파한다. 이때 상기 저항기(R 6)와 커패시터(C 4)에 의해 정해지는 시정수는 상기 중간주파수의 입력전압의 1주기보다 충분히 크게 설정하는 것이 바람직하다. 이러한 포락선 검파가는 통상의 주파수 변조신호를 검파하기 위한 검파기와 동일한 구성이므로 그 자세한 작용의 설명은 생략한다. 본 발명의 중간주파 증폭용 트랜지스터 증폭회로는 그 일 실시예로서, 상술한 포락선 검파기를 그 후단에 연결하여 일체로 형성됨으로서 그 공간적 크기를 축소하게 하여 구성되는 것도 가능하다.
상술한 바와 같은 본 발명의 구성과 그 작용에 따르면, 본 발명의 신관 수신기의 중간주파 증폭용 트랜지스터 증폭회로는 한국형 신관에서 사용되는 중간주파 대역에서 우수한 증폭특성이 발휘되는 효과가 달성된다. 또한 본 발명의 신관 수신기의 중간주파 증폭용 트랜지스터 증폭회로는 종래 기술에 비하여 신관에 사용하기에 적절하도록, 소형으로 제작가능한 효과를 제공한다. 본 고안은 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 실용신안등록청구범위에 의해 마련되는 본 고안의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 고안이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다. |
