4_7_9 (1086096), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Из (4.55) видно, что K₀^* зависит от m₁, m₂ и есть оптималь­ные значения этих коэффициентов, при которых значение K₀^* будет максимальным. При исследовании K₀^* на экстремум можно пренебречь собственными резонансными проводимостями контуров, что соответствует реальным схемам.

В ПЧ используют точечные диоды и диоды с барьером Шотки (ДБШ), образованным напылением метал­ла на полупроводник, и обращенные диоды. Преобразователь на туннельном диоде (ТД) может иметь коэффициент передачи K_Р>1 вследствие отрицательной проводимости дио­да в зоне туннельного эффекта, но для него характерны малая стабильность па­раметров преобразования и склонность к самовозбуждению. По шумовым харак­теристикам преобразователи на ТД уступают транзисторным.

В сантиметровом и миллиметровом диапазонах волн часто используют ба­лансные ПЧ, которые способны ослаблять шумы гете­родина. Балансный ПЧ состоит из двух небалансных. Два варианта схем балансных ПЧ приведены на рис.4.29: двухтактное включе­ние фильтра промежуточной частоты – рис. 4.29, а) и «однотактное» – рис.4.29,б). При двухтактном включе­нии фильтра напряжение гетеродина действует на диоды vd₁ и VD₂ с оди­наковой фазой, а напряжение сигнала через трансформатор Tp₁ — с противопо­ложными фазами. Токи промежуточной частоты в цепях диодов – противофазные. В первичной обмотке трансформатора Tp₂ эти токи текут в противоположных направлениях (встречное включение обмоток) и выходное напряжение определяется их суммарным действием. Составляющие токов с ча­стотой гетеродина в половинах обмоток входного и выходного трансформаторов противоположны и взаимно компенсируются, поэтому напряжения гетеродина и шумов гетеродина не проникают во входную и выходную цепи балансного пре­образователя.

Рис.4.29 – Варианты балансных преобразователей частоты

Изготовление и настройка точно сбалансированного смесителя с двухтактной цепью промежуточной частоты вызывает определенные трудности. Практически более удобно не симметричное («однотактное») включение ФПЧ – рис. 9.29,б). В этой схеме напряжения принимаемого сигнала и гетеродина действуют в диагоналях моста, образованного половинами вторичной обмотки трансформатора Tp₁ и дио­дами VD₁ и VD₂. Составляющие токов i₁ и i₂, создаваемые напряжением гетеро­дина, замыкаются через диоды, не ответвляясь в диагональную цепь, в которую включены входной и выходной контуры. Поэтому, как и в предыдущем случае, колебания от гетеродина не проникают во входную и выходную цепи.

Напряжение преобразуемого сигнала подается на диоды VD₁ и VD₂ в оди­наковой фазе, а напряжение гетеродина противофазно. Компоненты токов i'₁ и i^'₂ промежуточной частоты, вызванные действием сигнала, замыкаются через пер­вичную обмотку трансформатора Tp₂, протекая в противоположных направлениях («встречное включение»), и создают на выходе напряжение промежуточной частоты, пропорциональное их сумме.

Улучшение параметров ба­лансных диодных ПЧ достигается в двойных ба­лансных или кольцевых схемах, в которых реализуется баланс по двум входам – по сигналу и по гетеродинному колебанию. Преимущества кольцевых схем по сравнению с балансны­ми: меньшее содержание гармоник входных сигналов и комбинационных частот в выходном спектре, более широкий динамический диапазон входных сигналов, большая максимально допустимая мощность, менее жесткие требования к на­пряжению пробоя диодов, более широкая полоса пропускания.

4.7.2 Емкостный режим диода

В емкостном преобразователе применяется элемент с большой нелинейной емкостью (например, варикап) – рис. 4.24, б). Обратным напряжени­ем смещения Е диод закрыт. В этом случае, пренебрегая активными проводимостями, из (4.38) получаем параметры преобразования:

Y₁₁ = j_CC₀; Y₁₂ = j_ПРC_ПР; Y₁₂ = j_CC_ПР; Y₂₂ = j_ПРC_0. (4.60)

Согласно (4.46) с учетом (4.60) входная проводимость ПЭ в точках 1—1 (см. рис.9.28) для неинвертирующего ПЧ

Y_ВХ = j_CC₀ + _C_ПР  (Y_НЭ + j_ПРC₀). (4.61)

При настройке цепи нагрузки в резонанс на частоту f_ПР= _ПР 2 реактивность выходного контура вместе с реактивностью диода равна нулю, тогда (4.61) имеет вид

Y_ВХ = j_CC₀ + _C_ПР  G_НЭ, (4.62)

где G_НЭ = G_к2 + G_Н – эквивалентная резонансная проводимость выходного кон­тура с нагрузкой.

Для инвертирующего ПЧ входная проводимость ПЭ из (7.47) с учетом (7.60) при резонансе в выходной цепи определяется выражением

Y_ВХ = j_CC₀ – _C_ПР  G_НЭ. (7.63)

Отсюда видно что инвертирующий ПЧ имеет отрицательную активную составляющую входной проводимости

G_НЭ = – _C_ПР  G_НЭ. (7.64)

Это происходит вследствие прямого и обратного инвертирующего преобразова­ний, в результате во входной контур поступают колебания с частотой сигнала в фазе с принятым колебанием, что приводит к регенеративному усилению коле­баний на частоте принимаемого сигнала.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Как происходит преобразование частоты?

2. Какие ВАХ должен иметь смеситель для напряжения сигнала и гетеродина?

3. Основные выводы общей теории преобразования на невзаимном эле­менте?

4. Чем различаются эквивалентные схемы преобразовательных и усилительных каскадов?

5. Чем отличается крутизна преобразования от крутизны в режиме усиления?

6. Какой физический смысл имеет обратное преобразование частоты?

4. Чем отличается частотная характеристика преобразователя от частотной ха­рактеристики усилителя?

8. Чем отличаются частотные характеристики преобразователя, работающего в линейном по сигналу режиме, от нелинейного?

9. Как выбирается промежуточная частота в супергетеродинном приемнике?

10. Какими мерами ослабляется действие помех по побочным каналам приема?

11. Особенности инфрадинного приемника, его преимущества и не­достатки?

12. Нарисуйте принципиальную схему ПЧ на БТ, поясните принцип его работы и выбор режима транзисторов.

13. Нарисуйте принципиальную схему ПЧ на ПТ, поясните принцип его работы и выбор режима транзисторов.

13. Нарисуйте схему преобразователя на двухзатворном ПТ, поясните принцип его работы и выбор режима транзисторов.

14. Нарисуйте схему преобразователя с каскодным ис­полнением, поясните принцип его работы и выбор режима транзисторов.

14. Нарисуйте схему балансного транзисторного ПЧ, опишите его преимущества перед небалансным.

15. Нарисуйте схему ПЧ с компенсацией помех зеркального канала, поясните принцип его работы.

16. Нарисуйте схему транзисторного преобразователя СВЧ с направленным ответвителем (НО) , поясните принцип его работы..

14. Какие меры принимают при построении преобразователей СВЧ для предот­вращения вредного воздействия последствий многократного взаимодействия колебаний комбинационных частот?

18. Нарисуйте схемы балансных и комбинационных транзисторных смесите­лей СВЧ, поясните принцип их работы.

19. Нарисуйте схему диодного ПЧ, простого и балансного.

20. Как происходит преобразование частоты в диодном ПЧ?

143

Характеристики

Список файлов лекций