Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 90
Текст из файла (страница 90)
При преобразованная частоты используется аналогичный метод: на нелкнейный элемент, в качестве которого может быть использован полупроводниковый или электровакуумный диод, триод или многосеточнаа лампа, одновре- 10' менно воздействуют два напряжения разных частот. На рис. 11.28 изображена схема односеточного преобразователя частоты. Работу преобразователя можно пояснить следующим образом. Под воздействием одного из напряжений, например напряжения, имеющего более низкую частоту, крутизна лампы 5 то возрастает, то уменьшается. Поэтому амплитуда колебаний более высокой частоты в анодной цепи лампы, пропорциональная крутизне, будет увеличивать. ся в положительный полуперкод напряжения более низкой частоты и уменьшаться за время его отрицательного полупериода (рис.
11.29, а), Ток в энодной цепи 1, (рмс. 11.29, б) представляет собой сумму трех токов: постоянного тока гам тока частоты более низкочастотного сигнала !", и тока с переменной амплитудой частоты второго сигнала 1',. Последний модулированный по амплитуде ток представляет собой ре зультат сложения колебаний частоты второго сигнала и биений двух новых высокочастотных сигналов. Частоту их можно найти исходя из свойств колебаний при биениях.
На основании формулы (10.60) можно определить частоту изменения огибающей амплитуд Р 291' Рис. 1!.28. Схема односеточиого преобразователя ча- стоты Рис. 11.29. Графики, поясняюшие работу преобразователя частоты 292 =(),— )»)!2 и частоту высокочастотных колебаний 1=()~+!з)!2. Складывая и вычитая последние два равенства, яолучаем частоты колебаний, образующих биения: (1! .30) (1!.31) Следовательно, в акодиой цепи иоявились тони разиостиой и суммарной частот.
Поэтому преобразователи также называют с м е с л т е л я м и (этот тернии широко используется в технической литературе). Включая в вводную цепь контур, настроенный иа суммарную или разиостиую частоту, можно получить иа выходе колебания требуемой частоты. Следует отметить отличие процесса преобразования частоты от процесса модуляции. Последняя, как правило, производится ири работе генератора с углом отсечки 0( 180', что необходимо для получения высокого КПД. Преобразование же частоты обычно осуществляется в маломощных устройствах, где получение высокого КПД ке имеет существенного значения. В этих схемах обычно одним из важиейишх требований является мияимальиое содержание в аиодиой цепи комбииациокяых частот вида л)1шш)» и гармоник высших иорядков, что достигается работой без отсечки вкодиого тока, т.
е. яри угле отсечки 0= 180'. Кроме того, ири модуляции частота модулирующего сигнала должна быть во много раз меиьше частоты модулируемого. При смешении же сигналов соотношение между частотами может быть любым. В приемных устройствах, особенно ка сверхвысоких частотах, часто используется диодиый преобразовательель (рис, 11.30). В кем иаиряжевия колебаний смешиваемых частот иодаются в аиодиую цепь диода. Характеристика диода в своем нижнем уча- стке близка к нвддрати той параболе, иоэтому аиодяый ток вроиорциаиалеи квадрату ириложеииого напряжения: (11.32) где й — постоянный коэффнциеит.
При воздействии обоих напряжений и»= Уа~ ял 2п)Ф+ У»з з!л 2л)»!. Пусть амплитуды обоих напряжений одикаковы, тогда согласно формуле (11.32) ток в аиодиой цепи 1» = И/»»(з)л 2л)~! + +з!л2л!»!)». = Ю»,(ьт»2л)~!+2зт2п)»Х хянйл!»!+з(лз2л!»!). Преобразуя второе слагаемое этого выражения, получаем 2 яп 2 п) ! з!п 2 и уз ! = соз 2 и (ух + +» з) ! — соз 2 и (» х — /») !. Отсюда видно, что в аиодиой цепи диода присутствуют токи суммарных и раэиостиых частот. Включая в цепь диода контур, вастроекиый иа одну из иих, можно выделить нужную иам иреобразоваииую частоту.
В гл. 10 мы говорили об умкожителе частоты, т. е. устройстве, иа выходе которого создается сииусондальиое напряжение с частотой, в целое число раз превышающей частоту переменного иаиряжеиия иа его входе. Теперь рассмотрим решение обратной задачи, т. е.
получении иа выходе некоторого устройства, которое в дальнейшем ~будам называть де л и тел е м ч а с т о т ы переменного напряжения с частотой, в целое число раз меньшей частоты напряжения иа его входе. Эту задачу можно решить с иомощью обыч. ного генератора с самовозбуждеимам, в аиодвую цепь которого включен коитур, настроенный иа частоту входного иаиряжвкия, умеиьшеииую в целое число раз.
Внешний источник напряжения и», частоту которого делят, включают вместо а|водной батареи (рис. 11.31). Смещение ка сетку лампы подается от отдельного источника Е,. 293 Рис. 11.30. Схема диод- ного смесителя Рис. 1!.31. Схема делителя ча- стоты 11Л. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ Во время отрицательного полупериода источника анодного напряжения анодный ток отсутствует. При положительном полупермаде напряжения в анодной цепи возникает импульс анодиого тока, который возбуждает колеба.
яця в коятуре, настроенном иа частоту е/гь Эти колебания создают (благодаря цепи- ОС) на, сетке лампы переменное напряжение и» с частотой собственных колебаний контура (рис. 11.32). Однако из-за наличия отрицательного смещения на сетке они смогут вызвать прохождение така через лампу только при появлении зна штельного положительного потенциала на ее аноде в то время, когда на сетке лампы переменная составляющая напряжения имеет также положительное значение. Предположим для конкретности, что частота источника в два раза, превышает частоту собственных колебаний контура. Тогда, как нетрудно видеть 'из рис.
11.32, условия для появления анодного тока возникают одни раз за период колебаний в контуре, импульсы анодного тона пополняют запас энергии в нем, и в контуре возникают незатухающие колебания с частотой, в два раза меньшей частоты колебаний возбуждающего источника. Заметим, что В предыдущей главе мы рассмотрели рабату некоторых важнейших генератороя импульсов. Полученные с их помощью импульсы часто необходимо подвергнуть самым различным преобразованиям. Поэтому здесь мы рассмотрмц принцип работы основных преобразователей электрических импульсов: ограничителей, триггеров, дифференцирующих и интегрирующих цепей.
Ограничители срезают часть сигналов, лежащую выше или ниже не. которого заданного уровня. Иначе го. варя, ток ~и напряжение на выходе ограничителя остаются неизменными, если напряжение на входе выходит за предел данных уровней. Если срезается сигнал выше некоторого уровня, то устройство называют о г р а н и ч и т ел е м п о м а,к с и м у м у, если же срезается сигнал ниже некоторого уровня, то устройство называют о г р а н и ч.н т ел е м п о м н н и м у м у. Существуют также ограничители, срезающие сигнал сверху и снизу одновременно. Нниболее просто ограничение можно получить с помощью диода, используя его свойство не пропускать ток, когда 294 Рис.
1!.32. Графякит поясняющие ра- боту делителя частоты если бы не было ОС и напряжения смешения на сетке, импульсы анодного тока проходили бы через контур дважды за период колебаний в нем. Один иэ них сообщал бы контуру запас энергии, а второй отбирал бы ее, и колебания с собственной частотой в нем не могли бы возникнуть. напряжение на аноде становится мень ше нулн. В схему такого ограничителя (рис.
11.ЗЗ,а) последовательно с источником переменного напряжения и»з включают источник постоянного тока Е. положительный полюс которого подключен к катоду диода. Поэтому результирующее напряжение на его аноде и» =и»* — Е. Следовательно, диод отперт только в том случае, если и,)0. т.
е. )и»*) ) )Е). Сопротивление резистора Е должно значительна превышать внутреннее сопротивление отпертого диода, равное сотням ом. Когда напряжение на аноде отрицательна, ток через днах не протекает и падение напряжения на выходном резисторе Е отсутствует. Когда же напряжение станет положительным, диод отопрется и через резистор Е потечет так (пропорциональный напряжению на входе), создавая на этом резисторе пропорциональное ему напряжение (ряс. 11.33,б). Если ставится обратная задача создать на выходном резисторе напряжение, изменяющееся пропорциональна входному напряжению до значения Е, а затем остающееся неизменным, та а) э) Рис. 11.33. Опрвничитель по минимуму + а) Рнс. 11.34.
Ограничитель по максимуму Рис. 11.35. Сеточный ограничитель: а — схема; б — графини, поясняющие работу ограничителя нужно перевернуть диод или переключить зажимы так, чтобы на катод диода импульсы прйходилп с отрицательной полярностью, а источник напряжения подключить положительным полюсом к аноду (рпс. !1.34, а). При этом на выходе получим напряжение, изображенное на рис. 11.34,6.
По сравнению с предыдущей схемой импульс на рези. егоре Я имеет здесь обратную полярность. Широкое использование находит схема сеточного ограничителя по максимуму, показанная на рис. 11.35,а. Эта схема отличается от обычного резистнвнаго усилителя наличием в сеточной пепи резистора й, большого сопротивления и выбором рабочей точки. Ограничение наступает здесь при небольшом положительном напряжении на сетке лампы. Возникающий при переходе напряжения на сетке к положительным значениям сеточный ток ас, проходя через резистор й,, создает на вем падение напряжения, практически компенсирующее дальнейшее увеличение напряжения и„на входе.
Поэтому напряжение на участке сетка — катод 295 а) Рнс. 11.36. Трмггер: а — схема; б — напряжения на входе и па выходе триггера остается почти неизменным и вершина импульса в анодпой цепи оказывается срезанной (рис. 11.36, б). Выбором напряжения смещения Е«можно в этой схеме получить и ограничение по минимуму. В ряде случаев нужны устройства, способные создавать па выходе имнульсы (скачки) тока или напряжения, значения которых не зависят от амплитуды, формы и в некоторых пределах от длительности поступающих на их вход импульсов.
Для срабатывания такого устройства необходимо только, чтобы сигнал иа входе превысил некоторое минимальное значение. Устройство такого рода представляет собой своеобразное электронное реле, которое часто называют т р и г г е р о м (спусковой схемой). На рис. 11.36, а изображена типовая схема триггера, которая напоминает схему мультяввбратора. Схема транзисторного триггера от мультивнбратора отличается тем, что в цепях связи между трэнзнсторамп отсутствуют конденсаторы. Через рези.
егоры осуществляется положительная ОС в каждом нз двух резнстнвных уси. лителей, из которых составлена схема. Действительно, если, например, в некоторый момент времени на базе транзистора Т, потенциал возрос, коллекторный ток его увеличится, то вызовет увеличение падения напряжения на резисторе )(ю н уменьшение напряжения на его коллекторе, которое делится между резисторами Р~ и «г«э. Лоэточу уменьшится напряжение на базе транзистора Ть что вызовет уменьшение его 296 коллекторпого тока и уменьшение падения напряжения на резисторе Р«т и увеличение напряжения на базе транзистора Ть В результате происходит быстрое отпнрамие транзистора Т, и запи ание транзистора Ть ля того чтобы данное конечное состояняе в отличие ат мультипвбратора было устойчивым, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
