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

17.18. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ с ДВУМЯ ЗАТВОРАМИ

В преобразователе частоты на полевом транзисторе с двумя изолированными затворами, схема которого приведена на рис. 17.49, в отличие от схемы на рис. 17.48, гетеродинное напряжение подается от отдельного гетеродина, т. е. генерируется другим активным прибором.

В литературе преобразователи частоты с отдельным гетеродином часто называют смесителями, понимая под преобразователями лишь преобразователи без отдельного гетеродина, например преобразователь, показанный на рис. 17.48. Конечно, такое различие чисто условно и мало оправданно.

В преобразователе на полевом транзисторе (рис. 17.49) сигнальное напряжение подается на первый, а гетеродинное - на второй затворы. Преимуществом такой схемы является меньшая емкостная связь между контурами сигнала и гетеродина. Эта связь нежелательна: во-первых, она затрудняет настройку контуров; во-вторых, может привести к захвату частоты (синхронизации) колебаний гетеродина сигналом. При захвате частота гетеродина равна частоте сигнала и преобразования частоты в промежуточную не происходит, что ведет к пропаданию сигнала в усилителе промежуточной частоты.

Известно, что относительная полоса захвата

AflfeUmclUr,

;(17.51]

где Д/-абсолютная расстройка между контурами сигнала и гетеродина; fa -частота настройки гетеродинного контура; Umc - амплитуда напряжения сигнала, создаваемого на контуре гетеродина; Ume - амплитуда генерируемого гетеродином напряжения на контуре. Для отсутствия захвата частоты гетеродина сигналом необходимо выполнить условие

Af/hUmc/Urm<fnp/fe. 117.52)

Очевидно, что это условие тем труднее выполнить, чем выше частота сигнала, а следовательно, и гетеродина, а также чем ниже промежуточная частота.

к еетереВииу

В» о-

Рис. 17.49. Схема преобразователя частоты на полевом транзисторе с двумя изолированными затворами

Oil*

f-J ) кпзве



17.19. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ НА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОМ УСИЛИТЕЛЕ

Для преобразования частоты необходимо перемножение напряжений сигнала и гетеродина. Удобным перемножителем двух напряжений является дифференциальный усилитель по схеме

,-?-[VTS

еетеро

Рис. 17.50. Схема преобразователя частоты на дифференциальном усилителе

фазоинвертора. На его вход (рис. 17.50) подается напряжение сигнала. Напряжение гетеродина подается на базу транзистора-генератора стабильного тока. Точки подключений напряжений сигнала и гетеродина можно поменять местами.

Преобразователи на дифференциальном усилителе выпускаются в виде микросхем, напри* мер микросхема 219ПС1 (А, Б) является преобразователем (смесителем) частоты.

17.20. НЕКОТОРЫЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ О ПРЕОБРАЗОВАНИИ ЧАСТОТЫ

Прежде всего следует отметить, что преобразователь частоты сохраняет все соотношения между составляющими. Поэтому преобразователь можно считать внешне линейной системой. К такой системе применим принцип суперпозиции. Свойством внешней линейности преобразователь обладает благодаря тому, что напряжение гетеродина значительно превышает преобразуемые напряжения.

Между детектированием, модуляцией и преобразованием частоты много общего. Каждый из этих процессов можно осуществить, используя, например, дифференциальный усилитель.

В иностранной литературе преобразователь частоты часто называют первым детектором, а детектор - вторым детектором.

Преобразование частоты применяется не только в радиоприемных устройствах, но и во многих устройствах для физических исследований. Одним из примеров применения принципа преобразования частоты является генератор колебаний звуковых частот иа биениях, описанный в гл. 13.

В § 1.3 указано, что преобразование частоты применяется в радиоприемных устройствах. К сказанному там можно добавить, что в некоторых случаях вообще невозможно получить усиление на очень высоких радиочастотах, т. е. без преобразования частоты. Например, во время второй мировой войны во всех радиолокаторах сантиметрового диапазона волн на входе приемника



применялись кристаллические преобразователи частоты, так как в то время практически не существовало усилителей сантиметрового диапазона волн.

В любом приемнике с преобразованием частоты встает вопрос о выборе промежуточной частоты. Во многих случаях она задается. Так, для радиовещательных радиоприемников длинных, средних и коротких волн берут промежуточную частоту f„ = 465 кГц. Для приемников с частотной модуляцией, работающих в метровом диапазоне, берут f„=10,7 МГц.

Для радиолокационных и радионавигационных приемников дециметрового и сантиметрового диапазонов fn = 30; 60; 100 МГц и более.

Выбор или задание промежуточной частоты всегда связаны с обеспечением необходимой полосы пропускания, а также с возможностью помехи от радиопередатчиков, работающих на частотах, совпадающих с выбранной промежуточной частотой, или попаданием в полосу пропускания усилителя промежуточной частоты. Кроме того, всегда следует учитывать возможность помехи на так называемой зеркальной частоте. В самом деле, при приеме сигнала с частотой fc для преобразования ее в промежуточную частоту fn гетеродин преобразователя должен иметь частоту f3=fc±fn. При этом помеха на зеркальной частоте f3evn~ts±tn, т. е. /зерк = /с±2/„ также преобразуется в промежуточную частоту и, следовательно, усиливается усилителем промежуточной частоты. Очевидно, что зеркальная помеха может быть ослаблена только контурами, настроенными на радиочастоту, которые стоят перед преобразователем частоты. Относительная расстройка этих контуров для зеркальной помехи равна Aif/f = 2f„/fc. Она тем больше, чем больше fп. Этим объясняется, что в радиовещательных приемниках перешли от промежуточной частоты fn~ 100 кГц к частоте fn = 465 МГц, хотя при более низких промежуточных частотах легче получить устойчивое усиление. Нетрудно убедиться, что при приеме частоты коротковолнового диапазона fc = 20 МГц относительная расстройка при fn = 0,l МГц равна 0,01 и при добротности контура Q=100 приведенная расстройка x=2QAtf/f=2. Очевидно, что один или два контура, настроенных на радиочастотный сигнал, не могут эффективно ослабить зеркальную помеху при столь низкой промежуточной частоте.

Комбинационные частоты. В преобразователе кроме колебаний с частотами гетеродина и сигнала присутствуют колебания на гармониках этих частот. В результате взаимодействия этих гармоник возмол<ны комбинационные частоты, попадающие в полосу пропускания усилителя промежуточной частоты. Например, при приеме сигнала с частотой /с=931 кГц он преобразуется в промежуточную частоту fn = 465 кГц. Для этого частота гетеродина f3=fc + fn= 1396 кГц. Однако возможна комбинационная частота fKOJw6 = 2fc - f3= 1862-1396 = 466 кГц. После детектирования возникнут биения с частотой /коже-/п = 466 -465= 1 кГц, называемые интерференционным свистом.



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



0.006