Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 99
Текст из файла (страница 99)
Данную задачу может выполнять нелинейный прибор (диод, усилительная лампа или транзистор). В супергетеродине промежуточная частота ),р определяется (фиксируется) настройкой фильтра, включенного на выходе смесителя. Получается же эта частота как разностная между частотами гетеродина и сигнала ()«»=(» — 6); колебание суммарной частоты не используется. Бели бы гетероднн настраивался отдельно от преселектора (п реселект о р о м, или блоком предварительной избирательности, называется тракт с частотой ~приходящего сигнала, т.
е. входное устройство и диапазонные усилительные каскады), то настройка гетеро- дина была бы д в у з н а ч н о й. Действительноо, одна и та же промежуточная частота может быть получена при «верхней» (1«»=1» — гг) и «нижней» (1«р= =(~ — 1») настройках гетеродина. Эти возможности иллюстрируются яа рис. 12.25, где по горизонтальной оси откла- 1 1 — > 2п~/Ег С 2п (/ЬС упр а бб' Ууу' (Ва' а! б бз' (2б' Уай~ ф Рис. !2.26.
Принцип сопряженной настройки гетеродииа: а — расхождение настроек при простом контуре; б— расхождение настроек при усложненном контуре 3!9 дываются значения (» частоты гетеродина при его перестройке и отмечена частота (, принимаемого сигнала, а по вертикальной оси отложены соответствующие абсолютные значения разностной частоты, среди которых фиксированная промежуточная частота 1»р. При перестройках гетеродииа влево и вправо от резонанса с сигналом достигается злаче. нне (,р.
Иначе говоря, в равной мере пригодна «верхняя» настройка,гетеродина 1»в=(1+(пр н «нижняя» (»»=6 — Ь». Настройку супергетеродииа требуется выполнять при,помощл одной ручки (сопряженная настройка), для чего конденсатор,контура гетеродина помещается на общей оси с конденсаторами преселектора. Прн перестройках частота гетеродина должна изменяться «параллельно» с частотой контуров преселектора, чтобы ~в каждой точке шкалы разность частот была постоянной и равной 1»р. Если так, то необходимо выбрать либо верхнюю, либо нижнюю настройку гетеродина и соответственно осуществлять сопряжение. В радиовещательных диапазонах удобна верхняя настройка, о которой иы и будем говорить; нижняя же настройка встречается в приемниках сверхвысоких частот, где на пони. женкой частоте легче выбрать активный прибор и стабилизировать частоту гете- родина.
Эту желательную зависимость настроек контуров частоты сигнала (~ и контУРа гетеРодина 1» от Угла повоРота блока одинаковых прямочастотных конденсаторов переменной емкости можно представить графиком (рис 12.26,а). Обе настройхи должны вдти параллельно с расстоянием по вертикали, равным 1,р. Но для того чтобы при одинаковых'конденсаторах С часто- та гетеродина была выше частоты сигнала, придется взять в контуре гетеродипа уменьшенную индуктивность (Ь»(Х.); И при этом условии не получим желаемого результата: частота гетероднна будет при перестройке следовать штряховой (более крутой) линии.
Истинное сопряжение окажется достигнутым лишь в одной точке (на нашем рисунке для примера в средней точке а). Чтобы уменьшить погрешность сопряжения, т. е. расхождение . между сплошной и штриховой линиями 1», в контур гетеродина включают дополнительно последовательный конденсатор С» и параллельный Сг (рис. 12.26,б). В начале шкалы (на низших частотах) заметно влияние конденсатора Сз, который уменьшает большую емкость конденсатора С и тем самым повышает частоту до совпадения штриховой линии )з со оплошной..В конце шкалы (на высших частотах) заметно влияние кондечсатора Сь который увеличивает емкость контура и тем саиым понижает частоту До совпадениЯ штРиховой линии 1» со сплошной.
Так достигается точное сопряжение в трех точках поддиапазона и уменьшение ~погрешности сопряжения в других точках Усложненный контур в схеме гетеродииа аспречается во многих преобразователях частоты. Впрочем, в уэмих КВ диапазонах с растянутыми шкалами достаточныи оказывается сопряжение лишь в одной илв двух точках.
Преобразователи частоты в ламповых приемниках ДВ, СВ и КВ выполняются преимущественно на специальных Рис. 12.27. Схема двухсеточного п~реобразователя частоты на гвптоде частотопреобразовательных лампах (см. гл. 8). Достоинства таких ламп заключаются не только в экономии числа ламп в приемнике, ио и в обеспечении выгодных условий взаимодействия гетероднна и смесителя внутри лампы. В качестве примера ва рпс.
!2.27 дана схема преобразователя частоты на гвптоде. В этой схеме гетвродммный контур включен в цепь первой (от на~тода) сетки лампы и имеет катодную ОС трехточечного типа. В гетероди~нный контур входят индуктивность й, н емкости С, С~ и Сь Можйо сказать, что анодом гетвродина служат все электроды, несушке положительный потенциал (вторая сетка, четвертая сетка ~и собственно анод). Автоколебэние гетеродина участвует в управлении общим электронным потоком лампы, поддерживая между первой сет. кой и катодом напряжение частоты (» Напряжение сигнала, подаваемое с контура ВС резонансного усилителя (или входного устройства) на третью сетку гептода, также участвует ~в управлении электронным потоком.
Четвертая сетка, как и вторая, является экранируюшей, а пятая — защитной. В анодной цепи благодаря изменениям крутизны лампы создаются ~не только токи с частотами 1~ и (з, но и ток Раэностной частоты 1«»= =1« — (ь Этот ток питает двухконтурный полосовой фильтр, настроенный на требуемую частоту 1,».
Напряжение промежуточной частоты снимается с выхода фильтра на вход последующего усилительного каскада. Для того чтобы пзд. черкнуть воздействие напряжений сигнала и гетеродпна на разные сетки лам- 320 пы-усилпгеля, такой вид преобразования называют иногда «двухсеточным». Смешение на сигнальную (третью) сетку ,подается от источника — Е«« через фильтрукнцее звено («развязку») Селе. Поясним физический процесс работы двухсеточмого преобразователя частоты и дадим количественную оценку результатов преобразования. Дело в том, что односеточное преобразование пояснялось в гл.
11 нелинейностью, т, е. непостоянством крутизны характернстики тока, управляющего совместным воздействием напряжений сигнала и гетвродина. Здесь же эти напряженна воздействуют на разные электроды, и потому не. достаточно очевидно, какая крутизна зависит от напряжения гетеродина. Основной характеристикой гептода будем считать зависимость анодного тока 1, от напряжения на сигнальной (третьей) сетке и«. Эта характеристика подобна обычной анодно-сеточной характеристике пентода. Но если снимать такие характеристики при разных потенциалах гетеродинной (первой) сетки иь то получается «веерообразное» семейство (рис. 12.28, а): ч е м в ы ш е потенциал гетеродинной сетки, те~и круче характеристика анодного тока по сигнальной с е т к е. Физически повышение крутиз.
ны анодного тока объясняется наличием в гептоде двух пространственных зарядов — перед первой и третьей сетками. Когда поток электронов сквозь первую сетку возрастает, увеличивается верхний пространственный заряд, который управляется напряжением сигнальной  — б -С вЂ” 2   — б а) Рис, 12.28. Процесс двухсеточного преобразования частоты: а — зависимость анодного тока от,на~пряжения иа сигнальной сет. ке при разных напряжениях на гетеродинной сетке; б — зависи- мость крутизны аиодного тока по сигнальной сетке от гетеродинно- го напряжения 321 сетки, и анодный ток нарастает более резко при повышении этого напряжения. Заштрихованные треугольники имеют вертикальные катеты, пропорциональныс крутизне. Пользуясь этими катетами, отложим зависимость крутизны анодного тока по сигнальной сетке от напряжения на гетеродннной сетке (рис 12.28, б).
Пусть эта зависимость соответствует, например, нулевому напряжению сигнальной сетки (и» =0). Теперь предположим, что гетеродин создает на первой сетке переменное напряжение У, частоты 1» (с амплитудой, например, 2 В) и автоматическое сеточное смещение (примерно 2 В); такой процесс гетеродинирования развернут по оси времени вниз. Очевидно, что крутизна анодного тока по сигнальной сетке будет меняться периодически с частотой 1» и амплитудой 5 , как развернуто на рисунке по оси времени вправо. Мгновенное (во времени) значение крутизны будет состоять из постоянного и переменного компонентов: 5=5»+ +5м сов 2пг»1. Если при этом на третью сетку будет действовать напряжение сигнала У» сов 2п(,1, то в цепи анода возникнет переменный ток, равный, как обычно, произведению крутизны на сеточное переменное напряжение (1» = =5У, соз 2п(~1).
Но сал»а крутизна изменяется во времени, а потому результат действия сигнала запишется так: 1»= (5»+5 соз 2яб»1)У,мсоз 2я(~1. Если мы ,раскроем скобки, получим 1,= 5»У соэ 2п(~1 + 5 У соз2я(»1Х Х сов 2л~ 6 ~. 11 — 131 Второе слагаемое в полученном выражении представляет собой произведение косинусов, имеющих разные аргументы.
Но из элементарной тригонометрии известно, что произведение косинусов может быть заменено следующей суммой: соз а.соз () =1/2 соз (а+()) + +1/2 соз (а — ()). Заменив аргументы их значениями из нашей формулы а= =2п(з1' ()=2п(А получим окончательное значение слагающих анодного тока, создаваемых действием напряжения сигнала на сетку совместно с напряжением гетеродина: 1 1, = 5»У, соя 2п~,1+ — 5~ Ус~Х 2 1 Х соз 2 и (!з + /з) 1 + — 5в» Уо т Х 2 Х сов 2 и(/з — / ) 1. Полученный результат математически подтверждает описанные выше физические процессы.
Мы видим, что в составе знодного така наряду с колебанием частоты сигнала (~ присутствуют колебании сУммаРной 1»+(, и Разностной 1» — (~ частот. Именно кол е ба н и е разностной частоты служит полезным результатом преобразования. Амплитуда тока разностной частоты имеет значение 1 з = 1/25 У, здесь 5 является амплитудой (размахом) изменений крутизны под действием напряжения гетеродина.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
