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

нительно низкой первой ПЧ, необходимо применять более добротные катушки и вводить иные ухищрения для лучшего подавления зеркального или других побочных каналов - например, создавать полюсы затухания фильтра путем введения комбинированной индуктивно-емкостной связи между контурами. Для лучшего подавления приема на ПЧ в преселектор часто вводят фильтр-пробку, однако аналогичных результатов можно добиться и путем использования двойного балансного первого смесителя

Фильтры коммутируют с помощью механических переключателей или реле с ма лой емкостью между контактами Коммутация с помощью диодов, как показывает практика, приводит к заметному ухудшению линейности преселектора, возрастанию его коэффициента шума, уменьшению избирательности из-за наводок на цепи питания диодов, поэтому она может быть рекомендована лишь для малогабаритных приемни ков низкого класса

Если в приемнике используют усилитель радиочастоты (УРЧ), преселектор следует разбить на две части, одну из которых включают перед УРЧ, вторую - после. В противном случае мощность шумов, генерируемых УРЧ и попадающих в тракт ПЧ после первого смесителя, удвоится за счет шумов УРЧ в полосе зеркального канала, что эквивалентно повышению коэффициента шума УРЧ на ЗдБ

Ферромагнитные материалы, часто применяемые для улучшения добротности и уменьшения размеров катушек контуров преселектора, могут заметно ухудшить его линейность. Этот эффект тем сильнее, чем уже полоса пропускания. Вызывая изменение индуктивности контуров, мощные помехи модулируют частоту настройки преселектора, а значит, и его комплексный коэффициент передачи, что приводит к появлению и перекрестной - амплитудной и фазовой, и взаимной модуляции, и блокированию Например, трехконтурный фильтр с полосой около 200 кГц с катушками на феррито-вых кольцах МЗО-ВЧ-2 К16Х8Х6 на частоте 14 МГц имеет параметр А3в, около О дБм, на кольцах К32Х16Х8 - около 18 дБм.

Для подстройки контуров высоколинейного преселектора следует использовать подстроенные конденсаторы или латунные сердечники, в крайнем случае - карбонильные подстроечники много меньшего диаметра, чем диаметр катушек

С фидером антенны преселектор согласуют путем подбора связи первого контура с антенным входом по максимуму коэффициента передачи. При этом обеспечивается и минимальный КСВ в фидере. Практика показывает, что лучшие характеоистики затухания фильтров в области частот выше 30.. 40 мГц получаются, если вид связи с антенной и нагрузкой отличается от вида связи между контурами. Например, при индуктивной или автотрансформаторной связи с антенной и нагрузкой лучше приме нить емкостную связь между контурами, и наоборот

Несимметричный выход преселектора с симметричным входом смесителя при небольшом числе диапазонов проще всего согласовать с помощью катушек связи, намотанных в два провода на каркасы последних контурных катушек фильтров Такой способ требует коммутации двух выводов катушек связи, что при большом числе диапазонов становится сложным В этом случае лучше применить симметрирующее устройство, выполненное на ферритовых трансформаторах типа длинной линии (ТЛ) [24; 7, с 148]. В таких трансформаторах магнитные поля, образованные противоположно направленными токами в отдельных проводах линии, почти полностью взаимно компенсируются, поэтому заметного изменения коэффициента передачи ТЛ не наблюдается и при очень больших уровнях сигналов. Применять



для указанных целей ферритовые широкополосные трансформаторы обычного типа следует с большой осторожностью, а лучше вообще не применять.

Усилители радиочастоты, используют в составе преселектора для улучшения чувствительности приемника. Усиление УРЧ выбирают в соответствии с рекомендациями на с. 19. Если линейность УРЧ высока, а допустимое ухудшение динамического диапазона первого смесителя задано около 2 дБ, максимально допустимый коэффициент усиления УРЧ (в децибелах) можно определить как G =F -F +АА ,

урч доп см урч 1 ф

где Fc„ и Fyp4 - коэффициенты шума смесителя и УРЧ; Аф - затухание фильтра, включенного между УРЧ и смесителем. Коэффициент шума цепи УРЧ - смеситель будет при этом примерно на 3 дБ больше, чем у УРЧ.

Для повышения линейности УРЧ охватывают отрицательной обратной связью, выполняют по схеме ОБ или 03, используют транзисторы средней и большой мощности, применяют двухтактную схему [7, с. 78, 14] .

Конечно, крайне желательно обойтись вообще без УРЧ Для этого нужно, чтобы на верхних частотах KB диапазона коэффициент шума цепи пассивный преселектор - смеситель был не хуже 12..15 дБ, что вполне осущствимо. Если он достигает лишь около 20 дБ, можно применить широкополосный УРЧ с полосовым фильтром 21...30 МГц на входе, включаемый в случае необходимости только на сравнительно «тихих» высокочастотных диапазонах перед основным преселектором.

Смесителем частот называют электрическую цепь, создающую спектр комбинационных частот при подаче на нее двух или более сигналов разных частот. Смесители служат для изменения частоты исходных колебаний путем сложения или вычитания с частотой несущей, вырабатываемой вспомогательным генератором или гетеродином. (Здесь и далее термин «несущая» используется как более универсальный вместо привычного радиолюбителям термина «сигнал гетеродина», поскольку гетеродином в [3], называется «генератор гармонических колебаний, ипользуемый для преобразования частоты в радиоприемнике».) Идеальным можно считать смеситель, который производит операцию умножения напряжения входного сигнала Uc на зависящий только от синусоидальной несущей (не солеожащей высших гармоник) коэффициент передачи:

K(t) =k sin 2л fHt , (2)

где k - постоянный коэффициент; fH - частота несущей; t - текущее время. При синусоидальной форме напряжения U, сигнал на выходе такого смесителя представляет собой сумму напряжений только двух боковых частот - суммарной f,+f„ и разностной fc - f„.

Коэффициент передачи реальных смесителей всегда отличается от (2). В большей или меньшей степени он содержит постоянную составляющую и имеет нелинейную зависимость от суммы напряжений сигнала и несущей. К тому же в спектре несущей всегда присутствуют высшие гармоники. Поэтому в выходном спектре смесителя содержится множество комбинационных составляющих с частотами nfH±mfi,

где п =0,1,2..... т=0,1,2,..., из которых полезными являются обычно только fi,±f(

(иногда 2fH±fc [25, 26], а остальные - нежелательными или побочными. Большую часть побочных колебаний подавляют с помощью подключенных к выходу смесителя фильтров, а наиболее вредные побочные колебания, попадающие в полосу пропускания выходных фильтров, ослабляют путем соответствующего выбора и оптимнза-



ции схемы, конструкции и режима работы смесителя, подачи на него оптимальных уровней сигнала и несущей.

По виду используемых элементов смесители могут быть пассивными, активными и параметрическими.

Пассивные смесители выполняют обычно на полупроводниковых диодах и полевых транзисторах. Коэффициент преобразования, т. е. отношение мощности одного нз боковых колебаний к мощности исходного, даже у лучших смесителей не превышает - 4 дБ (обычно от -6 до -10 дБ). Коэффициент шума несколько больше, чем затухание в смесителе (величина, обратная коэффициенту преобразования). До некоторого предела верхняя граница динамического диапазона пассивных смесителей прямо зависит от мощностей несущей. Как на верхнюю, так и на нижнюю границу динамического диапазона сильно влияют характер нагрузки пассивного смесителя и ее постоянство в широком диапазоне частот.

Активные смесители выполняют как на биполярных, так и на полевых транзисторах. Коэффициент преобразования у них, как правило, больше единицы, но по меньшей мере на 4 дБ меньше, чем коэффициент передачи у аналогичного по схеме усилителя, выполненного на тех же полупроводниковых приборах и потребляющего тот же ток, а коэффициент шума на 7-8 дБ больше, чем у такого усилителя. В области допустимых для транзисторов режимов верхняя граница динамического диапазона пропорциональна току через смеситель. Но с ростом тока растет и коэффициент шума, и для каждого типа транзисторов существует свой оптимальный ток, при котором динамический диапазон смесителя максимален. Характер нагрузки слабо влияет на параметры активного смесителя.

Параметрические смесители, построенные на варикапах, отличает низкий коэффициент шума, возможность достижения очень большого динамического диапазона. Их целесообразно использовать в устройствах с «преобразованием вверх», где можно получить усиление, пропорциональное отношению частот сигнала на выходе и входе параметрического смесителя. К недостаткам, сдерживающим широкое распространение таких смесителей, следует отнести зависимость коэффициента преобразования от указанного отношения частот, от мощности несущей, возможность самовозбуждения на частотах входящих в смеситель контуров. Иногда параметрические смесители применяют в тракте формирования SSB сигнала [27, 28].

Различают однотактные, балансные и двухбалансные смесители.

Однотактные смесители имеют наиболее «грязный» спектр выходного сигнала, но они просты по схеме и могут содержать всего один нелинейный элемент. Их применяют при невысоких требованиях к динамическому диапазону.

Балансными называют смесители, в нагрузке которых компенсируются токи исходного сигнала или несущей, а также некоторых других нежелательных колебаний. Чаще применяют смесители, балансные «по несущей», мощность которой обычно много больше мощности исходного сигнала, и поэтому подавление в нагрузке токов несущей часто сильно облегчает построение выходного фильтра. Балансный смеситель содержит обычно не менее двух нелинейных элементов, а также узлы, создающие противофазные напряжения. Подавление несущей по сравнению с одно-тактной схемой составляет обычно 30-35 дБ, но может быть улучшено до 40...50 дБ путем тщательного подбора нелинейных элементов или применения пар нелинейных элементов, выполненных на одной подложке.

В нагрузке некоторых типов однотактных смесителей также могут быть сильно



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



0.0011