Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 [88] 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

которые электроны, прошедшие экранную сетку, тормозятся отрицательным потенциалом гетеродинной сетки. Эти электроны затем движутся по направлению к сигнальной сетке под действием потенциала экранной сетки, наводя ток во внешней цепи сигнальной сетки. Полная


Рис. 7-53. Пентагридный преобразователь.

проводимость, вызываемая этим явлением, имеет емкостную составляющую, пропорциональную частоте, и активную составляющую, пропорциональную квадрату частоты. Создаваемая таким образом полная входная проводимость аналогична обычной входной проводимости, возникающей в триодах за счет времени пролета электронов с тем отличием, что время пролета электронов от экранной сетки до третьей сетки и обратно к экранной сетке имеет большую величину. Когда смещение на сетке С3 достигает величины, достаточной для запирания анодного тока, полная входная проводимость по сетке Ct становится максимальной. Активная составляющая полной проводимости благодаря этому эффекту может превышать обычную активную входную проводимость, вызванную временем пролета, в не- &-.

сколько раз, в особенности когда ве- „атруо личина смещения на сетке С3 близка 0-

к напряжению отсечки. Эти вредные явления можно значительно ослабить путем усовершенствования конструкции ламп так, чтобы электроны, отталкиваемые сеткой С3, имели различные траектории и собирались дополнительными электродами вместо того, чтобы возвращаться к сигнальной сетке.

2. Пентагридный преобра-зовател ь. Пентагридный преобразователь весьма схож с пентагридный смесителем и отличается от последнего тем, что лампа-пента-грид одновременно используется и в схеме гетеродина, как показано на рис. 7-53. Катод вместе с сетками С\ и С3 входит в схему автогенератора с трансформаторной связью, который электронным потоком связан с остальными электродами лампы, а радиочастотный сигнал подводится к сетке С3. Сетки С4 и Сь являются соответственно экранирующей и защитной сетками. В остальном пентагридный преобразователь подобен пентагридному смесителю с подачей напряжения гетеродина на первую сетку.

3. Преобразователь с триод-гексодом. Преобразователь с триод-гексодом состоит из триодного гетеродина и многосеточного смесителя, как показано на рис. 7-54. Гетеродинная сетка управляет потоком элект-

ронов, направляющихся к экранной сетке и смесительной части лампы. Радиочастотный сигнал подводится к сетке С3, а сетка С4 является обычной экранной сеткой. Принципиальным преимуществом преобразователя с триод-гексодом по сравнению с пентагридный преобразователем является способность гетеродинной секции работать на более высоких частотах. В преобразователе с триод-гексодом существуют такие же междуэлектродные связи, как ив пен-тагридном смесителе с подачей гетеродинного напряжения на первую сетку.

4. Шумы многосеточных смесительных ламп. Шумы всех типов многосеточных смесительных и преобразовательных ламп значительно превышают шумы триодных и пентодных смесителей. Это увеличение происходит за счет неравномерного перераспределения электронов между электродами лампы; в результате перехвата электронов различными электродами в многосеточных смесителях относительно меньшая часть полного катодного тока достигает анода (см. § 7-2з). Эквивалентное шумовое сопротивление многосеточных смесителей можно определить по (7-32). При определении коэффициента шума многосеточных смесителей и преобразователей следует учитывать также наведенные шумы. Способ расчета коэффициента шума аналогичен способу расчета его для смесителей на триодах или пентодах с общим катодом, нужно лишь подставлять в формулы соответственно большие величины Rm.


ис. 7-54. Преобразователь с триод-гексодом.

7-5в. Смесители с вакуумными диодами. Диодный смеситель является наиболее простым типом преобразователя частоты. Хотя диодный смеситель ослабляет сигнал, а не усиливает его, как смесители с управляющими сетками, диод является основным типом смесителя на частотах порядка 500 Мгц и выше, поскольку он позволяет получать на этих частотах меньшие величины коэффициента шума. Схема диодного смесителя приведена на рис. 7-55.

1. Крутизна преобразования, входное и выходное сопротивления, коэффициент передачи. Если предположить, что напряжение радиочастотного сигнала много меньше напряжения гетеродина, то можно считать, что проводимость диода является функцией только напряжения гетеродина. Если характеристику диода аппроксимировать ломаной линией, то происходящие в таком идеализированном диоде процессы иллюстрируются рис. 7-56. Поскольку



диод является двухполюсником, то напряжение промежуточной частоты на выходе, взаимодействуя с напряжением гетеродина, будет создавать в цепи диода ток радиочастоты; кроме того, это напряжение промежуточной частоты, взаимодействуя с напряжением радиочастотного


4 . От гетеродина

Рис. 7 55 Схема диодного смесителя

сигнала, будет создавать ток с частотой гетеродина. Поскольку мощность сигнала промежуточной частоты на выходе диодного смесителя развивается источником радиочастотного сигнала, входное сопротивление диодного смесителя на радиочастоте зависит от сопротивления нагрузки на промежуточной частоте и вместе с тем выходное сопротивление диодного смесителя на промежуточной частоте будет зависеть от сопротивления источника радиочастотного сигнала.

Проводимость диода g(t) можно представить в виде ряда Фурье, основной частотой которого является частота гетеродина: со

g(t) = aa + У ап cos (яшгс). (7-171)

при чисто активном сопротивлении нагрузки на промежуточной частоте определяется выражением

= е (0 [рч sin (<орчО - Umnp sin (»пр01 (7-174)

Подставляя сюда значение проводимости диода из (7-171), получим

i = а0 [<7рч sin (юрчГ, - Umup sin (»прс)] +

+ Up4 sin (о>рЧ£) \ ап cos (nmTt) - п= 1

-- Umrtp sin (»прг) ancos(n«>Tt). (7-175) «= 1

Выражение (7-175) дает-« = "орч sin (» t) - a0Umnp sin (<о t) +

+ ир

J \?

Р 2т anSin(>4+«°>r)f + я = 1

+ 2Р- 2, ап Sin (<V - пшг) t +

п= 1

У aresin(»np + «Wr)i

«= 1

пр X йп sjn Кр ЯМг) (7.Пб) Полагая, что промежуточная частота равна

"пр -


9(t)


Сигнал гетеродина

Рис 7-56 Характеристики линейного диода. а - идеализированная вольт-амперная характеристика диода, б - изменения проводимости диода под действием напряжения гетеродина. У идеализированного диода проводимость в отпертом состоянии постоянна.

получим, что из всех составляющих тска в (7-176) представляют интерес составляющие с частотами юрч- л<ог, <ос и сог Всеми остальными членами можно пренебречь. Токи частот о>пр и юрч равны:

грч = а0<7рч sin(<op4/) - -угтшр sin («„,/); (7-177)

<пр = - «отпр sin (юпР0 +

+ f/p4sin(Mnpi). (7-178)

Крутизна преобразования определяется выражением

о *-*пр ~п

""Р - dUp4 ~ 2

(7-179)

Коэффициенты ряда Фурье а0 деляются выражениями

и а„ опре- и (7-177) и (7-178) можно переписать в виде

рч -

°рчГ)"

"Snpmnp sm (<орчг); (7-180)

(7-172)

ап = - \g(t) cos (naTt)d(art). (7-173)

Поскольку при наличии радиочастотного сигнала в цепи диода действуют напряжения радио- и промежуточной частоты, ток диода

гпр = 5пррч sm (anpf)-g0Umnp sin (»прг), (7-181)

где g0 - средняя проводимость диода, равная а0 согласно (7-172). Эквивалентная схема диодного смесителя, 1 удовлетворяющая (7-180) и (7-181), приведена на рис. 7-57. За исключением того обстоятельства, что частоты на входе

1 См. Е W. Н е г о 1 d. Frequency mixing in diodes, Proc. IRE, October 1943.



п выходе схемы различны, эквивалентная схема диодного смесителя представляет собой симметричный П-образный четырехполюсник, в котором максимальная передача мощности достигается при выполнении условий комплексно сопряженного согласования. Согласно этим условиям сопротивление нагрузки на промежуточной частоте Rnp и сопротивление источника сигнала R„ должны быть равны характеристическому сопротивлению четырехполюсника Zm Вели-

±9o~snp

Рис. 7-57. Эквивалентная схема диодного смесителя.

чины /?пр и Rw обеспечивающие максимальную

передачу мощности через

смеситель, 1

V gi-

равны: (7-182)

На рис. 7-58, а приведено отношение характеристического сопротивления Zm смесителя к среднему сопротивлению диода R0 в зависимости от Snp/g0. При приближении

показанный на рис. 7-58, 0 Отметим, что Кр всегда меньше единицы.

Величины g0 и Snp определяются соответственно из (7-172) и (/-179) Отношение этих двух величин может приближаться к единице только когда g(t) имеет вид узких импульсов, так что cos (»гг) близко к единице в течение длительности g(t). Эти условия выполняются при подаче очень больших напряжений гетеродина и при использовании больших отрицательных смещений; при этом диод отпирается только при значениях напряжения гетеродина, близких к амплитудным. Связь гетеродина со смесителем следует выполнять так, чтобы он представлял собой для радиосигнала либо малое последовательное сопротивление, либо большое параллельное сопротивление.

2. Графическое определение g„ и Snp. Среднюю проводимость диода g0 и крутизну преобразования Snp можно определить графически по характеристике зависимости g от напряжения и, которая строится по вольт-амперной характеристике диода. Величины g0 и Snp определяются по приближенным выра-

£0=12 lgi + 7 + 2 + g* + g* + gs + go)]

(7-185)

Snp = 4 \(g, - gi) + (g-. - £-) + 1,73 (g0 - g„)],


(7-186)

i -j -io дб

0.6 0,8 1,0 0 02 Ц4 0,6 0,8 I.

Рис 7-58. Характеристическое сопротивление и коэффициент передачи мощности

диодного смесителя.

а - отношение характеристического сопротивления смесителя Zm к среднему сопротивлению диода 1/£о в функции от -S/go, б - зависимость передачи мощности диодного смесителя от величины отношения крутизны преобразования к средней проводимости диода при условии согласования на входе и выходе.

Snp g0 к единице отношение Zm/ft0 стремится к бесконечности. Величина входной проводимости смесителя gBX при любом сопротивлении нагрузки по промежуточной частоте равна:

g5-S*np+g0g

Slip

(7-183)

~~ 7?

Если величины сопротивлений источника сигнала и нагрузки на промежуточной частоте выбраны согласно (7-182), то коэффициент передачи мощности смесителя равен-

Snpo

+ /1- (Snp/go)2 Зависимость коэффициента передачи мощ-

ности от S,

пр/.

при этих условиях имеет вид,

где Snp - крутизна преобразования для промежуточной частоты шрч - юг; Ви 8z, g7 - значения проводимости диода в точках периода гетеродина, показанных на рис. 7-59.

У идеального диода, имеющего ломано-ли-неииую вольт-амперную характеристику, приведенную на рис. 7-56, величинаg0 при нулевом смещении равна g/2. Используя в этом случае (7-185), величину gi следует принять равной среднему значению проводимости диода в за-

пертом и отпертом состояниях, т. е. g4 = ту. Крутизна преобразования согласно (7-186) рав-

1 Е. W. Н е г о 1 d, The operation of frequency converters and mixers for superheteiodyne receivers, Proc. IRE, February 1942. t



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 [88] 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233



0.0083