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

17.21. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ С ПОМОЩЬЮ НЕЛИНЕЙНОЙ ЕМКОСТИ [36]

Преобразование частоты можно осуществить также изменением реактивного параметра электрической цепи, например емкости. Такие преобразователи называются параметрическими. Подавая гетеродинное напряжение на нелинейную емкость, можно добиться того, чтобы она изменя.пась в такт с частотой гетеродинного напряжения:

С (О = Со+ Cmi cos (оЛ (17.53)

где Со -среднее значение нелинейной емкости. Как и ранее, гармоники с частотами, кратными частоте гетеродина, учитывать не будем.

По аналогии с (17.47) обозначим

Спр = Сш/2. (17.54)

При наличии на нелинейной емкости кроме гетеродинного напряжения еще и напряжения сигнала, равного Uc=UmcCos a>at и настолько малого, что можно считать емкость не Зависящей от сигнального напряжения, заряд на емкости равен

q{t)C [t) и тс cos mt = Cot/mo cos (ud +

+ CnpUmc COS ((Ог - (Oe) + C„pUmc COS ((Ог + (Oe) t, (17.55)

a ток через емкость

t(0 =d(?/d= - (OcCoC/mcSin aj- (Юг -(Oc) Cnp З1п((0г- ~m)t- ((0e + (0c) C„pLmeSin((0e-f(0e).

Таким образом, в цепи нелинейной емкости, изменяющейся с частотой гетеродинного напряжения, имеются токи разностной и суммарной частот. Включив последовательно с нелинейной емкостью колебательный контур, настроенный на одну из этих частот, можно выделить напряжение желаемой частоты.

На рис. 17.51 показана схема двухконтурного параметрического смесителя частоты. Входной контур настроен на частоту сигнала. При этом выполняется условие резонанса

(OcLc=l/cuc(Ce-fCo). (17.56)

Гетеродин в параметрических преобразователях и усилителях называют также генератором накачки.

Рис. 17,51. Схема двухконтурного параметрического смесителя



Выходной контур смесителя настраивается либо на суммарную, либо на разностную частоту (Оп= (0г±(0е. При этом выполняется условие резонанса

(o„L„=l/(o„(C„ + Co). (17.57)

Из (17.56) и (17.57) следует, что среднее значение нелинейной емкости одновременно присутствует в качестве составной части общей емкости во входном и выходном контурах и должно учитываться при настройке этих контуров.

Обычно частоты настройки Юс и Юп сильно отличаются, поэтому все напряжение сигнала, имеющееся на первом контуре, полностью окажется приложенным к нелинейной емкости.

Точно так же и все напряжение промежуточной частоты действует на нелинейной емкости. В силу этого нелинейная емкость осуществляет как прямое преобразование сигнала с частотой Шс в составляющую тока с частотой Юп, так и обратное преобразование сигнала с частотой Юп в составляющую тока с частотой Мс-Поэтому при настройке выходного контура на частоту &п = а>г+(>>с должны, выполняться следующие равенства для комплексных составляющих входного и выходного токов с частотами Юс и Юг, проходящих через нелинейную емкость:

/o=jcocCoLo-j(OoC„pt/„; (17.58)

In- -](i)nCnpUc-\-i(>inCf)Un-

Для схемы, приведенной на рис. 17.51

h = h.ex- t/c(l/P3K.c-f l/jCOc-e-fjCOeCc) ; /п= - t/n (1/Рэк.пЧ- l/j(Onin-f j(OnC„).

Используя (17.58), получаем:

jCOcCoLe -j(OcCnpt/n = /c.ex- tc(l/PaKx-f l/j(OcLc-f jCOcCc) ;

- j(OnCnpC/c-f ]4inCoUn= - /п(1/Рэк.п-Ь1/Юп/-п + )юС„).

Используя условия резонанса входного и выходного контуров ;(17.56) (17.57), имеем:

- ](i)cCnpUn-hex- UJRoK.c, i(£>nCnpUc= Un/RsK.n-

Таким образом,

Vn = ](£)пСпр1с.вх! (1 /RaK.nRaK.c "Ь ЮггОЗсСпр).

Коэффициент усиления мощности, равный

Ic.ex\R,n.ol4 Ran.nRK.a \Ic.ex\

Rsn.nR,,..c {4Rs.nRsn.o + (i>n(i>cC„pf 28 Заказ № 1134

(17.59)



имеет наибольшее значение при

Яэк.пЯэк.с=11(ап()>сС1р (17.60)

и равен при этом •/

Крптх = (йп/(йс- (17.61) I

Следовательно, имеет смысл выбирать промежуточную частоту Мп выше частоты сигнала Юс, так как при (Оп>(Ос преобразование сопровождается усилением мощности.

Глава 18

СИГНАЛЫ И ИХ СПЕКТРЫ

18.1. СПЕКТРЫ ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Радиоэлектроника имеет дело с сигналами, которые являются J функциями времени -электрическими колебаниями различной I формы. Работу основных радиотехнических устройств легче по- J Нять на примере простых сигналов. Такие простейшие колебания, < как синусоида и скачок напряжения, рассматривались ранее. В связи с изучением модуляции было показано, что частотная модуляция одного гармонического колебания другим приводит к возникновению колебания с довольно сложным спектром.

Цель данной главы углубить и расширить спектральный подход применительно к задаче прохождения сигналов через радиотехнические цепи.

Спектральный подход по существу заключается в том, что любое колебание сложной формы заменяется суммой конечного или бесконечного числа гармонических колебаний с соответствующими амплитудами, частотами и фазами. Функция времени заменяется как бы функцией частоты, что во многих случаях является желательным, поскольку хорошо известны частотные характеристики радиоэлектронных устройств.

Сигналы можно классифицировать по различным признакам. Одним из таких признаков является периодичность.

Периодическим называется сигнал, удовлетворяющий тождеству

u{t) = u{t + T),

где Т - постоянный промежуток времени, называемый периодом. Гармоническое колебание. Спектр гармонического колебания

u{t) = UmCOs{(iiit + ifi) (18.1)

состоит из одной спектральной линии (рис. 18.1). 434



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



0.0017