Буга Н.Н., Фалько А.И., Чистяков Н.И. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.И.Чистякова (1986) (1095355), страница 26
Текст из файла (страница 26)
!24 ~2 ~' рс г Р~ у, та~ а7 Рис. 425 4.!3. БАЛАНСНЫЙ ДИОДНЫР( ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЪ| Балапсный преобразователь, который в транзисторном варианте рассмотрен в ~ 4.8 и может быть выполнен на диодах, позволяет ослабить влияние наумов гетеродина. В схеме па рис, 4.27,а напряжение от гетеродипа Г действует на диоды (7Д! и (7Д2 с одинаковой фазой, а напряжение сигнала — через трансформатор !25 'Ж тв, ищ, и, ис гс Рлс. 42Л ланспь ТР~ с противоположными фазами.
Оба плеча действу б1е преобразователи, подобные показанному на рис. 4.22. ют как не а- Поскольку напряжения сигнала в плечах сдвинуты на !80', сдвиг. В пе токи промежуточной частоты в цепях диодов имеют рвичной обмотке трансформатора Трг этн токи проти- т такой же воположны и выходное напряжение и„пропорцнонал сти. ри взаимном вычитании токов й и 4г их составляющие промежуточной частоты совпадают по фазе и выходно жение оп е е р деляется их суммарным действием.
В то же время напряжение шумов гетеродина и,„, как и и„, действует на оба диода с одинаковой фазой; следовательно, и составляющие токов ~', и 1г с промежуточной частотой, получаемые в результате преобразования шумов гетеродина с частотами 1, и 1„ также имеют одинаковую фазу. При симметрии цепи они взаимно компенсируются и не дают напряжения на выходе.
При отсутствии усилителя радиочастоты преобразователь связан непосредственно с антенной. Прохождение напряжения гете- родина во входную цепь вызывает излучение через антенну; это нежелательно с точки зрения требований электромагнитной совместимости, так как создает помехи другим приемникам. В баланспом преобразователе токи с частотой гетеродина в половинах обмоток входного и выходного трансформаторов противоположны и взаимно компенсируются, поэтому напряжения гетеродина в балансиом преобразователе не проникают во входную и выходную цепи.
Аналогичными свойствами будет обладать преобразователь по схеме на рис. 4.27,а, если гетеродин и источник сигнала поменять местами, т. е, подать напряжение от гетеродина через трансформатор Трь а напряжение преобразуемого сигнала подвести к средним точкам обмоток. В преобразователе по схеме на рис. 4.2?,б товой еп напряжения сигнала и гетеродина действуют в диагонал цепи, образованной половинами вторичной обмотки трансформатора ТР1 и диодами УД~ и УДг. Составляющие токов 1~ и гг, создаваемые напряжением гетеродина, замыкаются через диоды, не ответвляясь в диагональную цепь, в которую включены входной и выходной контуры; поэтому, как и в предыдущем случае, напряжения гетеродина не проходят во входную и выходную 126 цепи. Токи, вызванные в выходной г цепи шумами гетеродина, также компенсируются.
Напряжение преобразуемого сигнала подается на УД, и УДг в одинаковой фазе, но благода- г ря встречному включению диодов достигается результат, соответствующий действию противофазных напряжений. Компоненты токов й и 1г промежуточной частоты, ф вызванные действием сигнала, в ветвях диодов Д, и Д, имеют дг направления, показанные штриховой линией. Эти токи замыкаются через первичную обмотку Трг и создают на выходе напряжение промежуточной частоты, пропорциональное их сумме. Фг Фз ф На рис.
4.28 приведен пример 4 топологической схемы балаис- и ного преобразователя СВЧ, выполненного на основе полосковых линий. Этот преобразователь по- Рнс. 4.28 добен преобразователю по схеме на рис. 4.27,б. Цепи преобразователя выполня1отся методами печатного монтажа на поверхности диэлектрической пластинки; в углублениях на се поверхности помещены диоды УД~ н УД,. Поверх пластинки накладывается вторая диэлектрическая пластин.
ка. Противоположные поверхности пластинок покрыты металлической пленкой. Колебания сигнала и гетероднна подводятся к кольцу, средняя длина окружности которого равна полутора длинам волны Х сигнала и гетеродина (обоих, так как частоты их не сильно отличаются друг от друга — на значение ~„р). Сигнал подается в точке С через не показанное на рисунке коаксиальное соединение, перпендикулярное плоскости рисунка. Точка С расположена симметрично по отношению к диодам, поэтому колебания от источника сигнала действуют на диоды Д1 и Дг с одинаковой фазой, как и в преобразователе по схеме на рис.
4.27. Колебания от гетеродина подаются через коаксиальный разьем в точке Г. Расстояние по кольцу от точки ввода колебаний до отвода к диоду Д, на Х/2 больше расстояния до отвода к диоду Дг, .благодаря этому колебания действуют на диоды с противоположными фазами, как это имеет место в преобразователе на рис. 4.27. Преобразованный сигнал снимается в точке П через коаксиальцое соединение и поступает в УПЧ. Полоски Фь Фг, Фг и Фс имеют длину Ц4. Разомкнутый отрезок линии такой длины дейст- 127 вует как последовательный колебательный контур, настроенный на частоту сигнала и гетеродина, т. е. как короткое замыкание; благодаря этому токи с частотами /а и /„на выходах диодов Д! и Д, замыкаются и не проходят на выход преобразователя.
4.!4. ЕМКОСТНБ!Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧЛСТОТЫ (4. 29) Преобразователь по схеме на рнс. 4.18 может работать в варакторном режиме, если на анод диода подать отрицательное напряжение Е. Пренебрегая в этом случае током проводимости диода, получим из (4.11) следу!ошие выражения параметров преобразователя: У„- !<о,С,; У.„-!<о„рС,; У„-!<оаСпр; Ум - !Ран Спр. (4.26) Согласно (4.13) коэффициент передачи преобразователя и его сопряженное значение !<пир Сир .
К' — ! пр пр (4.27) пр пр 1н+1<апрСа !и —.' 1вхпрСа При настройке цепи нагрузки на частоту /,р реактивность этой цепи вместе с реактивностью диода равна нулю, т. с. Кпр = 1<они Спр/он' Кпр = — ! <онр Спр''ьн. (4.28) Для неипвертирующего преобразователя прп рсзоиапсе согласно (4.16) Увх = ! <оа С,+ (<оп <оно Спр/4<н); длн инвертирующсго согласно (4.17) У вх = ! "аа Са (Оаа <пир Спр/й<н). Отс<ода видно, что ннвертируюший варакторный преобразователь имеет отрицательную входную проводимость. Это означает, что преобразователь пе потребляет энергшо от источника сигнала, а, напротив, создает приток ее за счет преобразования энергии г ' р ете одина. Природа этого процесса известна из анализа парай.
метрических явлений в теории нелинейных электрических цепе . Гетеродип, который в данном случае служит пе только модулятором параметров диода, по и источником энергии, называют генератором накачка Получаему!о отрицательную проводимость можно использовать для регенеративиого усиления радиосигналов (см. Э 1.2, 3.9). Важная особенность усилителя этого типа состоит в том, что постоянный ток в цепи варактора очень мал, поэтому мал и уровень шума, вызываемого дробовым эффектом. Поскольку активная составляющая входной проводимости иеинвертирующсго преобразователя (4.29а) положительна, он ие 128 позволяет реализовать регенератпвпое усиление, но, как показано далее, усиление возможно и в этом случае. Расс~мотриа! < войства преобразователя по схеме на рис.
4.23 применительно к режиму неингсртирующего емкостного преобразования. Напряжение (/„как и ранее, найдем по формуле (4.18), где /,=Е,я!. Пренебрегая йв! и рассматривая случай резонансной настройки, имеем (/, Еай<<п</(паа! <+(!вх). На СВЧ преобразователь обычно согласуется со входной цепью. Если сигнал поступает от источника через линию, это предотвращает циркуляци<о в линии отражсипь<х волн, которая может привести к искажениям принимаемых сообщений, а такако обеспечивает максимум напряжения сигнала на входе преобразователя, что тоже желательно. Условием согласования является равеист.
во входного сопротивления преобразователя сопротпвлешпо ис-- точника сигнала, т. е. у<=пах/тв!. Отс<ода т,=)х'двх/(1!. При. этом (/а - Еай<т</2йвх. Выходное напряжение (/вых= (/аКпртв т. е. согласно (4.28) н с учетом значения т! ('вмх = Еа Вхб ) ох</к<в~ а!в "апр С~и/8„. Подставляя сюда й',„пз (4.29а) и значение д„=ух<па,, найдем коэффициент передачи К=(/,„„(Еа: К=0,5) я,~~,,'х„где хв =)//и<,//в (4.30)' В отличие от (4.24) для резистивного преобразователя вместо х, в (4.30) входит хв. Как выясиспо в ч 4.10, коэффициент х<, который меньше единицы, показывает, насколько коэффициент передачи преобразователя меньше коэффициента передачи идеального (бзсз потерь) согласу!ощего трансформатора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
