Буга Н.Н., Фалько А.И., Чистяков Н.И. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.И.Чистякова (1986) (1095355), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Пратположим, что на вход )стройстна через фильтр Фь подавляющий .сркальные помехи, действует напряжение пс=()ссоз(юс(+фс), а гетерадин аырабазыааег напряжение и, =О, соз(он(чф,). После прсобразоаатсля Пр, получим цср=кс~Уссоз(юср(+фар), причем юср=ыг — ыс, фср=фг — фс. здесь Кс~— коэффициент псредачи преобразааатсля Прь Это напряжение через фильтр Фс по. стцпает на аход с!реабраюпатслн Прз, В фильтре Фз „,„= Кн, К.,().саз((~ — и„) г,р,,рн,).
Поде! салия сюда значения ыср н фср, получаем и мс=кс~к с()ссор(сс,(+грс). т е аыхсзднае ьанря,кение по час! ате и по фазе соипадает с .входным, вези нс у'ппыаать позмомп!ые опниги фазы а фильтрак Фь Фз и Фз. Рассмотренное устромстно обладает двумя важными спойстнамн; паласа пропуска!щя и селектиипость определи!отея филю ром Фз. Если /ср« « /с, то паласа пропускання может быть сделана узкой н селектнэность пысакой.
Слсдааательно, ус! ройстио может ньи!олюпь фунюгии узкополосного филыра, который трудно реализопать непосредственно на частоте /с; фаза сигнала на пыколе не зпписит от фазы сигнала гетеродица и нестабильность сигнала гстеродмна не нлияет на частоту сигнала на выходе, так как сдвиги частоты и фазы и Пр, и Г!рз азанмно нратмаоположны и компенсируются. Описанный способ фильтрации полезен, если требуются высокие чаг!отцая и фазоаан стабильности; он применяется а разных модифинациях и приемниках многих назначений.
Фнльтрашш па схеме р!ш. 4,6,о предложена а 1940 г. п СССР В И !Озпннскнц, 4.6. ТИПЫ ПРЕОБРАЗОВЛТЕЛЕИ т!ЛСТОТЫ Элементами с пслинейиымн характеристиками в преобразователях служат преимущественно транзисторы и диоды. Основное различие между транзисторными и диодиыми прсобразоватюлями состоит в том, что транзистор является невзаимным элементом, т. е. влияние входного напряжения на выходной ток у него отличается от влияния напряжения в цепи выходного электрода на ток во входной цепи, Ток в диоде — обший для входа и выхода и влияние обоих напрямсений па этот ток одппаково, т.
е. цепь с диодом принадлежит к классу взаимных цепей. Транзистор, туннсльный диод и емкостпый диод (варактор) при определенных условиях способны усиливать радиосигналы, поэтому на ннх можно построить активпыс преобразователи, в которых одновременно с преобразованием реализуется усиленис. Вы1О1 Рис. 4.9 Гю' с гас ~ гг Рвс, 4ЛО Рис. 4.8 Рис.
4.7 103 102 прямнтельный диод ослабляет, а не усиливает преобразуемый сигнал, т. е. преобразователь является пассивным. Усилительный прибор можно использовать для генерирования колебаний. В преобразователях частоты на рис. 4.3, 4.5 и 4.6 показаны отдельные гетеродины, каждый нз которых можно реализовать на транзисторе, диоде с отрицательным сопротивлением (негатрон), электронной лампе илн ином усилительном приборе. В активных преобразователях электронный прибор может одновременно служить преобразователем частоты и гетеродином. В этом случае преобразователь называется генерирующим нли автодинным. Поскольку оптимальные режимы' электронного прибора для генерирования и для преобразования частоты не одинаковы, более распространены преобразователи с отдельным гетеродином.
При выборе режима электронных приборов в преобразователе стремятся реализовать макснмальный коэффициент передачи; линейность преобразования в отношении преобразуемого сигнала; минимальный уровень внутренних шумов; минимальный уровень побочных продуктов преобразования, которые могут быть помехами радноприему; минимальную связь между цепями радночастоты н гетеродина. Взаимное влияние этих цепей затрудняет их настройку, а также приводит к излучению колебаний от гетеродина через антенну, что создает помехи другим приемникам, т.
е. затрудняет электромагнитную совместимость радиотехннческнх средств. В диодном преобразователе (рнс. 4.7) источник сигнала и гетеродин включаются в цепь диода и в этой же цепи формируется напряжение промежуточной частоты. На рис.
4.7 не показано, что источником напряжения преобразуемого сигнала (7, является входная цепь или усилитель радио- частоты; через этот источник проходит ток электронного прибора, обладающий сложным спектром. Поскольку форма этого тока отличается от синусоидальпой, напряжение иа входной цепи может быть также йесннусоидальным. Однако из-за того, что входная цепь содержит настроенный на частоту сигнала 1, резонансный контур, на котором падение напряжения создается практически только первой гармоникой тока, следует полагать напряжение и, квазигармоническим, т. е.
синусоидальным, амплитуда и фаза кото- рого изменяются сравнительно медленно соответственно закону модуляции сигнала, Гетеродин также содержит резонансную цепь, настроенную на его частоту 1„; поэтому напряжение и, будем также считать синусондальным.
Аналогично и выходное напряжение преобразователя и,р, которое выделяется на колебательном контуре с резонансной частотой ),р, будем считать квазигармоническим. На рнс. 4.8,а н б показаны два варианта схемы преобразователя с невзаимным электронным прибором, в данном случае — биполярным трайзистором. Аналогично могут быть выполнены преобразователи с полевым транзистором илн электронной лампой. Источник напряжения сигнала и гетероднн вкл1очаются между базой и эмиттером (рнс. 4.8,а).
Схема на рис. 4.8,б отличается более слабой связью между входом преобразователя и гетеродином. Для еще большего ослабления этой связи напряжения часто подают на разные электроды, как показано на рнс. 4.9. В схеме на рнс. 4.9,а напряжения сигнала и гстероднна пода1отся на разные затворы полевого транзистора. В преобразователе по схеме на рис. 4.9,б напряжения подаются на управляющие электроды двух транзисторов, соединенных последовательно.
Напряжение гетеродина может быть подано не в цепь истока нижнего транзистора, а на его затвор. Два примера схем автодинного преобразователя приведены на рис. 4.10. Ток с частотой гетеродина нз цепи коллектора вводится в цепь обратной связи гетеродина, который в схеме на рнс. 4.!О,а выполнен с трансформаторной связью, а в схеме на рис. 4.10,б — по трехточечной схеме.
4.7. ТЕОРИЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НА НЕВЗАИМНОМ ЭЛЕКТРОННОМ ПРИБОРЕ Обобщенная схема невзаимного преобразователя показана на рис. 4.11, где ЭП вЂ” электронный прибор или совокупность нескольких электронных приборов (например, интегральный модуль) с соответствующими вспомогательными цепями. Преобразователь имеет два входа для преобразуемого и, и гетеродннпого и, напряжений и выход напряжения промежуточной частоты и„,. Во всех трех цепях могут действовать постоянные напряжения от источника питания, обеспечивающие нужный режим электронных приборов.
Особенность преобразования частоты в приемниках состоит в том, что, как уже было отмечено, напряжение прсобразуемого сигнала сравнительно мало: много меньше напряжения от гетеро- дина. Поэтому сигнал, подаваемый на электронные приборы, не влияет на ток и мощность, потребляемые от гетсродипа. Это позволяет рассчитывать ток и мощность, потребляемые гетеродином, в предположении, что на входе пе деиствует напряжение сигнала и„а на выходе отсутствует напряжение промежуточной частоты и,р. Вольт-ампсрпая характеристика преобразователя, рассматриваемого как нагрузка гетсродипа, аппроксимирустся степенным полниомом. При синусоилальном напряжении гетеролина ток в цепи содержит первую и высшие гармоники. Входное сопротивление преобразователя, являзощесся нагрузкой для гетсроднна, находится дслением амплитуды напряжения гстеродина па амплитуду первой гармоники тока.
Относительная малость напряжения их, а следовательно, и нагряжснйя и„, позволяет применить и для анализа преобразования частоты простой мстод теории нелинейных цепей: токи в цепях преобразователя как функции подводимых напряжений представляются рядами Тейлора по степеням этих малых напряжений, причем члены ряда с высокими степенями малых величин отбрасываются. В общем случае анализ преобразователя требует учета внутренних емкостей электронных приборов, которые зависят от прило- сррззр Гггхз"г дз Рис. 4.11 104 жснных напряжений, т. е. нелинейиы, и поэтому влияют на процессы преобразования частоты (см.
й 4.1). Учет комплексной нелинейности усложняет теорию преобразования. Если частоты сигналов значительно ниже предельных частот электронных приборов, то реактивные параметры слабо влияют на свойства преобразователей; поэтому я первом приближснии параметры электронных приборов в иевзаимных преобразователях можно считать действительнымн н независящими от частоты, Поскольку во внешних цепях преобразователя включаются контуры, настроенные на соответствующие частоты (Г„Г.р, Г,), можно считать, что токи лругих частот (гармоники, комбинационные составляющие) не создают в этих цепях заметных напряжений.
Входной и выходной токи преобразователя на рис. 4.11 можно представить функциями 1~ — — 1", (и„и„и„р, Еь Ез, Ез); Гз=1з(иь ис, ивр, Еь Ем Ез). Разложим обе функции в ряды Тейлора и, считая принимаемый сигнал достаточно слабым, ограни шися учетом членов разложения с ис и ирр в первой степени: дзх 1иг ~х х вв) ды, д(з(иг Ез Ех, Ез) д их и„р+ ..., (и Е Е Е) + д1х(ис, сз, Ев, сз) ди, д(з 1и„Е„Ех, Ез) (4.2) исрсг -. дих В этих выражениях ), (и„Еп ... ) и 1з(и„Еь ... ) — токи й и Гз в отсутствие преобразуемого сигнала, когда на преобразователь воздействуют только насзря>кения гетеродипа и источников пита- ния.
Обозначим нх в дальнейшем й„и (з,. Они не содержат состав- ляющих с частотами Г„и Г,р, и влияние нх на преобразование ча- стоты можно нс учитывать. Производная д(, (и„Еь ... )(ди, представляет собой дифферен- циальную вхолную проводимость преобразователя, определенную при действии на нсго только напряжения гетеродииа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
