Гл4_3 (лекции по УППС (УПОС))

2018-01-12СтудИзба

Описание файла

Файл "Гл4_3" внутри архива находится в следующих папках: лекции по УППС (УПОС), Глава4. Документ из архива "лекции по УППС (УПОС)", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "радиоприёмные устройства" из 7 семестр, которые можно найти в файловом архиве РТУ МИРЭА. Не смотря на прямую связь этого архива с РТУ МИРЭА, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лекции и семинары", в предмете "радиоприёмные устройства" в общих файлах.

Онлайн просмотр документа "Гл4_3"

Текст из документа "Гл4_3"

4.3 ПОБОЧНЫЕ КАНАЛЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫ

Частота выходного напряжения преобразователя частоты (ПЧ) отличается от частоты входного сигнала fС = kfГ fпр в зависимости от номера гармоники частоты гетеродина (рис.4.5) – в этом принципиальное отличие ПЧ от резонансного усилителя.

Р
ис. 4.5 – Побочные каналы

На промежуточной частоте fпр ПЧ представляет собой резонансный усилитель с крутизной S0 = . Это канал прямого прохождения сигнала (7.1).

Преобразование на первой гармонике частоты гетеродина fg = fГ пропорционально крутизне S1 = на частотах входного сигнала fc = fg fпр.

Преобразование на второй гармонике частоты гетеродина 2fg пропорционально крутизне S2 на частотах входного сигнала fc = 2fg fпр и т.д.

Следовательно, частотная характеристика ПЧ имеет несколько максимумов – рис.4.5. Чем выше порядок преобразования, тем меньше крутизна и, значит, коэффициент усиления.

Частоты побочных каналов приема fп = (mfГ fпр)/n.

Зеркальный (симметричный) канал – помеха на частоте:

fп = fзк = fГ + fпр = fС + 2fпр – при “верхней” настройке;

fп = fзк = fГ fпр = fС – 2fпр – при “нижней” настройке.

В полосу прозрачности фильтра ПЧ попадают продукты преобразования всех каналов. Один из этих каналов основной, остальные – пробочные, мешающие. Частота зеркального канала fЗК отличается от частоты основного канала fС на 2fпр, т.е. fЗК = fС 2fпр. Усиление преобразователя по основному и зеркальному каналам одинаковое.

Побочные каналы подавляются в пре-селекторе. Подавление зеркального канала тем легче, чем выше промежуточная частота. Высокую избирательность по соседнему каналу и устойчивое усиление легче получить при низкой промежуточной частоте. Для разрешения этого противоречия применяют двойное или тройное преобразование частоты.

Схема с двойным преобразованием частоты содержит два гетеродина – рис.4.6. Принимаемый сигнал с частотой fС последовательно пре­образуется в первом и втором преобразователях частоты.



Рис. 4.6 – Двойное преобразование частоты

Отно­сительно высокая первая промежуточная частота позволяет осу­ществить необходимое ослабление зеркального канала в преселекторе фильтром Ф1. Преобразованный сигнал на частоте fПР1 выделяется фильтром Ф2 в тракте первой промежуточной частоты и затем еще раз понижается преобразователем ПЧ2. Сравнитель­но низкая вторая промежуточная частота fПР2 облегчает формирова­ние требуемой резонансной характеристики и полосы пропускания тракта вторая промежуточной частоты fПР2 фильтром Ф3.

Особенность двойного преобразования состоит в появлении вто­рого зеркального канала fЗК2 = fС 2fпр2, отстоящего от fпр1 на 2fпр2 и расположенного симметрично относительно частоты второго ге­теродина – рис.4.7. В пре-селекторе второй зеркальный канал существенно не ослабляется, так как вторая промежуточная час­тота fпр2 относительно низка и частота помехи fЗК2 достаточно близка к частоте принимаемого сигнала.



Рис. 4.7 – Частотные характеристики трактов

На выходе первого преобразователя ПЧ1 частота fЗК2 преобразуется в частоту

fЗКпр = fГ1 fЗК2 = fГ1 (fС 2fпр2),

которая должна быть подавлена в тракте первой промежуточной частоты фильтром Ф2 – в этом состоит основное назначение фильтра.

В инфрадинах применяется преобразование часто­ты, при котором первая промежуточная частота fпр1 выбирается выше максимальной частоты сигнала. Во втором преобразователе fпр1 преобразуется в fпр2 и выделяется фильтром Ф2. Второй зер­кальный канал подавляется в фильтре Ф2. Так как первая промежуточная частота fпр1 высокая, то для понижения ее до требуемого значения одного пре­образователя ПЧ2 может оказаться недостаточно, поэтому в инфрадине может потребоваться третий ПЧ, не показанный на рис. 4.6. Соответственно добавится третий зеркальный канал, по­давление которого должен обеспечить фильтр Ф3.

Преимущество инфрадина состоит в упрощении преселектора (фильтра Ф1). В приемнике с переменной настройкой в широком диапазоне частот этот фильтр нежелателен, так как он требует плавной настройки в поддиапазоне и переключения катушек для смены поддиапазонов. Механический переключатель сложен в производстве, ненадежен, не допускает миниатюризацию. Сенсор­ные переключатели также сложны и недостаточно надежны.

При fпр1 > fCmax побочный канал приема на промежуточной частоте на­ходится вне диапазона частот приемника. За верхней границей этого диапазона на­ходится частота зеркального канала – при fГ1 = fС + fПР1 она лежит в пределах от fСmin + 2fПР1 до fCmax + 2fПР1. Это позволяет использовать в качестве фильтра Ф1 не перестраи­ваемый ФНЧ, пропускающий на вход ПЧ1 весь спектр с частота­ми ниже fCmax.

Еще одно важное преимущество инфрадина состоит в значи­тельном уменьшении коэффициента перекрытия по частоте пер­вого гетеродина, что позволяет исключить переключение поддиапазонов первого гетеродина и, следовательно, упростить конструк­цию. Отсутствие переключателей поддиапазонов существенно уменьшает время настройки приемника на принимаемую частоту, что важно в автоматизированных и адаптивых системах связи. Однако, при использовании широкополосных преселекторов резко возрастают требования к линейности усилительно-преобразовательного тракта (УТ), что необходимо для уменьшения нелинейного взаимодействия сигнала с помехами.

Частотная характеристика ПЧ, приведенная на рис. 4.5, имеет место при малых уровнях входного сигнала, когда нелинейность по сигналу не проявляется. При больших уровнях входного сиг­нала нелинейность смесителя по отношению к сигналу приводит к увеличению числа побочных каналов приема. В этом случае промежуточная частота образуется в виде комбинации fпр = kfГ nfС, где k и n = 1, 2, ... – целые числа. При n = 1 имеет место линейное по сигна­лу преобразование частоты. Частоты побочных каналов приема определяются формулой f = kfГ/n ± fПР/n. Например, при k = n = 2 создаются два побочных канала так называемой «полузеркальной» частоты

fПЗ = fГ ± 0,5fПР = fС 0,5fПР.

Они образуются при прямом преобразовании по вторым гармоникам |2fПЗ 2fГ| = fПР. Полузер­кальный канал fПЗ = fГ + 0,5fПР при fГ > fС или fПЗ = fГ 0,5fПР при fГ < fС очень близок к частоте сигнала fС, в 4 раза ближе зеркального канала и его очень трудно отфильтровать. Из-за дополнительных побочных каналов появляются интерференционные искажения в виде свистов не только на промежу­точной частоте, но и на гармониках и субгармониках промежу­точной частоты fПР, а также на частотах, отстоящих от fГ на ±0,5fПР, ± fПР / 3 и т. д.

4.4 ШУМЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ

Преобразователь – один из первых каскадов приемни­ка, поэтому его шумы существенно влияют на общий коэф­фициент шума и, следовательно, на реальную чувствительность РПрУ. Причины шумов преобразователя те же, что и в других каскадах – они обусловлены свойствами электронных приборов.

Если избирательность преселектора на частотах побочных ка­налов недостаточно велика, то части спектра, совпадающие с по­бочными каналами, после преобразования попадут в полосу про­пускания тракта промежуточной частоты и общий шум па выходе возрастет. Это повышение уровня шума можно оценить эквива­лентным увеличением эффективной шумовой полосы приемника. Основное влияние на увеличение шума оказывает зеркальный ка­нал, но если избирательность по зеркальному каналу не менее 10 дБ, то его влиянием можно пренебречь. При расчетах часто полагают, что коэффициент шума транзисторных ПЧ в 1,5...2 ра­за превышает коэффициент шума усилительных каскадов, рабо­тающих на тех же транзисторах. Современные транзисторные пре­образователи СВЧ имеют шумовую температуру порядка 1000...1500 К.

В диодном ПЧ флуктуационные процессы вызываются теми же причинами, что и в транзисторных ПЧ, но вследствие взаимно­сти преобразовательного элемента они приобретают более слож­ный характер. Шумовой ток диода содержит небольшую тепловую составляющую, но в основном определяется дробовыми флуктуа­циями носителей через р-п-переход. Этот ток создает напряжение во входной цепи и выходной цепи смесителя. Кроме того, входная и выходная цепи имеют компоненты токов тепловых шумов, сред­ний квадрат которых соответствует формуле

= 4kTПшGЭ,

где GЭ – эквивалентная резонансная проводимость входного или выходного контура.

Генератор шумового тока учитывает шумы, наведенные в ВЦ, а также тепловые шумы. Средний квадрат этого тока определяется относительной шумовой температурой

tш = Tш/T0,

которая показывает, во сколько раз температура нагрева Т проводи­мости G11 должна быть больше нормальной температуры T0 = 293 К (20 °С), чтобы генератор тока IшВХ создавал шумы, экви­валентные тем, которые наводятся в ВЦ.

Шум ВЦ в ре­зультате прямого преобразования создает напряжение промежуточной частоты на выходе, добавляясь к выходным шумам конту­ра и диода. Этот шум вследствие обратного преобразования пере­носится в полосу частот сигнала и создает соответствующее на­пряжение на входном контуре, которое затем в результате прямо­го преобразования переносится обратно в полосу пропускания УПЧ, что увеличивает шумы диодного преобразователя.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5057
Авторов
на СтудИзбе
456
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее