Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 100
Текст из файла (страница 100)
Ее значение зависит н от формы рабочего участка характеристики лампы, и от амплитуды гетеродинного напряжения. Напряжение промежуточной частоты на зажимах колебательного контура (при одноконтурной нагрузке) равно произведению тока этой частоты на резонансное сопротивление контура: (Гпр ее= 1 р З«.рее = 1!25» Уеп Лп ре ° Отношение этого «выходного» напряжения к напряжению сигнала (отношение, которое мы назвали коэффициентом передачи преобразователя) имеет значение и„„ Кпр= ц 2 н.реэ = — 5,„2 =5яр Х с пэ Х (12.2! ) Величину 5,»=1/25 называют хрутизной преобразования.
Это — параметр, позволяющий оценить преобразовательную лампу и режим, в котором она работает. Размерность крутизны преобразования — миллисименсы. Значение этого параметра желатель. но иметь возможно большим, для чего амплитуда 5 также должна быть большой. Но из рис. 12.28 можно усмотреть, что 5 возрастает с ростом амплитуды гетеродинного напряжения (1» . Значит, воздействующее на вход смесителя напряжение гетеродина должно иметь достаточно большие амплитуды (на рис. 12.28 около 2 В). Однако если гетеродинное напряжение увеличивать до таких значений, при которых анодный ток смесителя будет «отсекаться», т.
е. на некоторую часть периода прекращаться, то рост крутизны преобразования прекратится. Приближенно можно считать, что наибольшим значением крутизны преобразования является величина З,р — — 5/4, где 5 — крутизна прямолинейного участка характеристики пентода-смесителя. Решим практический пример. Пусть крутизна характеристики пентода-сме. сителя 5=8 мСм, контур промежуточной частоты, включенный в анодную цепь, имеет резонансное сопротивление Я«.ре»=8000 Ом, а напряжение сигнала на управляющей сетке (Ге =1 мВ. Если выбран наилучший режим гетеродинирования, то напряжение промежуточной частоты на зажимах контура равно и„„=и,„К.р=и. 5„2„ к.реп 1 - — и 5г 4 "Ре' 1 8 = — — 8000 = 10 мВ .
4 1000 322 Из примера следует, что преобразование частоты в усилительной лампе по сравнению с диодиым выгоднее, так как наряду с преобразованием сипнала по частоте получим увеличение амплитуды его напряжения в 10 раз (т. е. К,р= 10). Таким образом, преобразователь частоты, собранный на усилительной лампе, можно рассчитать как усилительный каскад с ухудшенной крутизной, принимая за входное напряжение амплитуду сигнала, а за выходнае— амплитуду промежуточной частоты.
Существует несколько типов частотопреобразовательных ламп и схем преобразователей, однако физические процессы в них и принцип их расчета подобны изложенному. Обратим внимание на следующее свойство преобразования частоты: если сигнал на несущей частоте (~ является модулированным, то в результате преобразования его спектр будет перенесен на новую несущую частоту 1,р. Это легко доказывается путем построения, вы~полненного на рис.
12.29. Здесь на р гй 1 гэ гер Рис. 12.29. Перенос спектра сигнала на промежуточную частоту верхней оси частот изображен спектр модулированного сигнала в составе несущсго и двух боковых колебаний. На средней оси представлена спектральная линия колебания гетеродина; ее частота на ),р выше частоты сигнала. На нижней оси изображен спектр разностных частот: центральное места здесь занимает частота !»р, верхняя боковая частота (» получается в результате вычитания нижней боковой частота сигнала из частоты гетеродина, а нижняя боковая 1» — в результате вычитания верхней боковой частоты сигнала. Иначе говоря, при преобразовании частоты закон модуляции сигнала сохраняется.
В тех возможных преобразователях, где частота гетсродина !з ниже частоты сигнала )ь верхние боковые колебания на промежуточной частоте создаются верхними же боковыми колебаппячп сигнала, а нижние — нижними. Эти варианты преобразования спектра не имеют принципиальной разницы между собой. В случае ЧМ сигнала абсолютное значение девиации частоты сохраняется при преобразовании; значит, сохраняется и спектр сигнала. В широкополосных приемниках УКВ, где миогосеточные лампы создают большой уровень собственных шумов и где приносят вред емкостиые связи между электродами, чаще применяются чодносеточные» преобразователи частоты на триодах; встречается также применение диода в качестве нелинейного смесителя. Схема односеточного преобразователя с отдельным гетеродином иа триодах изображена на рис.
!2.30,а, схема же преобразователя на диоде показана на рис. 12.30, б. Процессы односеточиого и диодного а! Рис. 12.30. Принципиальные схемы преобразователей частоты для УКВ приемника; а — на триодах; б — на диоде преобразования были рассмотрены в гл. 1!. Для наглядной иллюстрации на рис. 12.31 развернуты во времени процессы преобразований АМ сигнала в супергетеродиниом приемнике. В качестве нелинейного элемента здесь подразумевается диод или триод, работающий с отсечками алодного тока. 11' Рекомендуется обратить внимание на физическую сущность сохранения моду.
лицин сигнала,при его преобразовании в промежуточную частоту; чем больше амплитуды сигнала, тем глубже биения его колебаний с колебаниями гетеро- дика иа входе смесителя и тем соответственна больше амплитуды напряжения промежуточной частоты. Ппн двухсеточном преобразовании частоты аналогичное взаимодействие колебаний происходит в электронном потоке смесителя. Теперь обратимся к транзисторным преобразователям частоты. Одна из возможных схем преобразования в составе смесителя и гетеродина на транзисторах р-п-р дана на рис.
12.32,а. Напряжение сигнала ич, получаемое от антенны или предыдущего усилительного каскада, приложено к катушке ьь которая наводит колебания в контуре з.»Сь настроенном на частоту сигнала. Контур имеет неполную связь с базой транзистора. смесителя, что целесообразно ввиду недостаточно большого входного сопротивления транзистора в схеме с ОЭ. Цепь из резистора Яз~ и )1зт определяет начальное напряжение на базе относительно общего эмиттера. Напряжение гетеродина и„наводится в катушке Еь связанной с контуром гетеродииа и включенной в цепь эмиттера смесителя. В ту же цепь включен резистор Яз для температурной стабилизации режима смесителя. В цепь коллектора включен контур промежуточной частоты Т,»Ст; коллектор подключен к части витков катушки йз с тем, чтобы согласовать выходное сопротивление транзистора с резонансным сопротивлением контура.
Катушка Тч связывает контур промежуточной частоты со следующим каскадом. Заметим, что в радиолюбительских транзисторных приемниках чаще всего применяют одноконтурные каскады промежуточной частоты; разумеется, двухконтурный фильтр позволит получить более высокую избирательность по соседнему каналу, но подбор выгодных связей двух контуров между собой и с цепями транзисторов при налаживании приемника представляет для радиолюбителя известные трудности.
Лля гетеродина применен отдельный транзистор, к которому колебательиый контур ь»Сз подключен по трехточечной схеме (рис. !2.32, б). Гете- родин работает в схеме с ОК; резистор )!з в цепи коллектора препятствует возникновению паразитных колебаний и 323 Нелдеиенее премемутачеай Рис. 12.3!. Развернутые диаграммы процессов в супергетеролинном приемнике предохраняет коллектор от повреждения при случайных импульсах тока в цепи базы.
Резистор Рт устанавливает режим питания базы, а конденсатор Се является разделительным. Наконец, кон. денсатор С, включается для сопряжения контуров сигнала и гетеродина в двух точках диапазона. Следует отметить, что в транзисторном преобразователе взаимодействие колебаний гетероднпа и промежуточной частоты образует в нелинейной емкости С,т вторичное колебание с ча- СТОТОЙ Снсиада 11пп=гг — гпр). ЭТОТ аффект называется обратным преобразованием частоты; он может привес~и к 324 неустойчивой работе благодаря про. хоткдению тока частоты сигнала через емкость См во входную цепь. Обратное цргобразование частоты неизбежно так.
же в диодных сиесителях, но оно от- сутствует в двухсетогных ламповых преобразователях, Для транзисторного прсабразовате. ля (при действии слабого сигнала) можно предложить расчет с примене- нием известных нам игрек-параметров, определягощих входной ток сигнала н выходной ток промежуточной частоты через напряжения сигнала на входе и промежуточной частоты на выходе, Ли- нейные уравнения будут справедливы, Рис.
12.32. Схема транзисторного преобразователя частоты: а — принципиальная схема; б — упрощенная схема гетеро- дина си иао частота Рис. 12.33. Устройство днодного преобразователя частоты сантиметровых волн 325 12' — 13! так как формула (12.21) дает прямую пропорциональность между амплитудами колебаний сигнала и промежуточной частоты.
В частности, крутизна преобразования Ячр транзистора принимается втрое меньшей по сравнению с крутизной того же транзистора в режиме усиленна. Значит, и транзисторный преобразователь рассчитывается как ус илитель с ухудшенными парам е т р а м и. В заключение укажем, что самый простой по схеме преобразователь диодный (см. рис. 12.30, б) — конструктивно для сантиметровых волн оказывается оригинальным волноводным устройством, подобным изображенному, например, на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
