Фомин Н.Н., Буга Н.Н., Головин О.В. и др. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.Н.Фомина (2007) (1095358), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Токи всех транзисторов определяются генератором стабильного тока на транзисторе Ъ'Т», напряжение на базе которого стабилизировано цепью из резистора А, и транзистора л»Т, в диодном включении. Реальные устройства помимо множительного ядра, представленного на рис. 4.!3, содержат каскады перехода от несимметричного включения к симметричному и обратно. В рассмотренных балансных ПЧ не подавляются частоты зеркального канала. Преобразователь с компенсацией помех зеркального канала можно построить по схеме. приведенной на рнс.
4.)4. Принцип работы такого двуканального компенсатора с фазовым подавлением состоит в том, что принимаемый сигнал в разных каналах имеет одинаковую фазу и при суммировании в общем тракте удваивается, а зеркальные помехи противоположны по фазе и компенсируют друг друга. Напряжение от гетеродина и„= С>, соя !гв„!+ с>,) подается на смесители См, и См>, в качестве которых могут использовать любые из рассмо~ренных схем. Напряжения сигнала основного канала и,.= (I, соя !с>,1-р <!>,) и зеркального канала и„= У,рсоа(щ,„те + я>„) подаются на смеситель См, непосредственно и на смеситель См, через фазовращатель л>в, со сдвигом по фазы на я!2.
В качестве основного канала принят сигнал на частоте/„. = Ä— /„р, в качест- Преобразователи частоты и параметрические усилители 149 Си, ФПЧ Фв, Сви ФПЧ Фвв Рис. 4.14 ве зеркального у; „=у;+('„в. На выходе См, после фильтра ФПЧ будет выделяться напряжение промежугочной частоты основного и зеркального каналов: ин = Бв,К„сов [(оз„— оэв) г+ Ԅ— Чт„.), и,н = = У„К„сов [(то, „— со,) ~ + ~р„— ~р,). Здесь ʄ— коэффициент передачи смесителя вместе с фильтром ФПЧ. На выходе Смз после ФПЧ (коэффициент передачи фазовращателя полагают равным единице) и, = ~У,К, сов [(еэ, — оэ,) т Ф срт — (срв ч- л/2)), и, „= Бг„К„сов [(со„. — оз„) г ч- <р, „.
+ я/2 — 1р„). После фазовращателя Фв. фаза сигнала ив, одинакова с фазой Рн(1Р,1= 4т,з = д„— д,), а фаза помехи и, „, отличаетсЯ от фазы и,ы на л. При одинаковых коэффициентах передачи трактов смеси~елей напряжение сигнала на выходе сумматора имеет удвоенную амплитуду, а напряжения зеркальной помехи взаимно компенсируются и на выходе отсутствуют. 4.6. ТРАНЗИСТОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СВЧ В диапазоне СВЧ биполярные транзисторы используются до частот 4...6 ГГц, на более высоких частотах лучшие показатели имеют ПТШ. На рис. 4.15 приведена схема смесителя СВЧ на БТ.
у но х /пр Рис. 4.1б ГЛАВА 4 150 Транзистор включен по схеме с ОБ. Колебания сигнала и гетеродина поданы на эмиттер через НО, который служит для развязки цепей сигнала и гетеродина. Контур Х,С, в цепи эмиттера настроен на промежуточную частоту и устраняет ОС по току этой частоты. Контур А,С4 в выходной цепи также настроен на промежуточную частоту. Исходное смещение на базу подано через делитель ЯзЯ4. Конденсаторы С, и С, разделительные, а С, одновременно согласующий. Схема смесителя СВЧ на ПТШ с подачей колебаний гетеродина и сигнала на затвор через НО приведена на рис.
4.16. В качестве фильтра сигнала и одновременно согласующей цепи используются отрезок МПЛ длиной 1,= Х,!4 и коротко- замкнутый шлейф длиной 1,= Х,!4. Через шлейф подается напряжение смещения на затвор (Е,). В выходной стоковой цепи транзистора помимо фильтра промежуточной частоты 141зПЧ) используется 4)зВЧ, функции которого выполняет разомкнутый отрезок линии длиной (, = Х,!4, обеспечивающий к.з. на часто~с гетеродина и частично ослабляющий колебания других комбинационных частот во избежание перегрузки УПЧ напряжением гетеродина.
На схеме ф— разделительные конденсаторы, СФ и Я,~, — конденсаторы и резисторы фильтров в цепи питания. Недостатком схем, приведенных на рис. 4.15 и 4.16, является необходимость большой мощности гетеродина из-за ослабления ее в 1!О. Схема на ДЗПТШ, представленная на рис. 4.17, лишена этого недостатка.
Колебания сигнала подводятся к первому затвору через отрезок МПЛ длиной 1, = Х,./4, а колебания гетеродина через отрезок линии длиной 11 = Х„!4 — ко второму затвору. Этим обеспечивается хорошая развязка цепей сигнала и гетеродина без громоздких мостов или НО. Отрезки МПЛ длиной 1, и ( являются согласующими цепями между источниками сигналов и гетеродина и входами транзистора.
Исходные смещения на затворы подаются через ко- Фпч Рис. 44 в. Преобразователи частоты и параметрические усилители 151 '-гРис. 4.17 ротко-замкнутые шлейфы длиной (л = Х„!4 и 1,> = Х„>4. Разомкнутый шлейф длиной 1>= („/4 обеспечивает к.з, стока для колебаний гетеродина. Для преобразователей СВЧ характерно многократное взаимодействие колебаний комбинационных частот.
В частности, возникают эффекты, обусловленные обратными и вторичными преобразованиями. Рассмотрим проявление этих эффектов на примере смеси~ела с разностной частотой /'„р= ф — у",~. Спектры основных частот смесителЯ, когДа 7'„' ниже и выше Уп, пРиведены на Рис. 4.!о. При обратном преобразовании выходное напряжение с частотой7",р создает на вхоДе смесителЯ наРЯДУ с напРЯжением сигнальной частоты ус=у'„'+ 1„'р колебание зеРкальной частоты У",=7,+Д,р. В результате вторичного преобразования входное напряжение зеркальной частоты образует на выходе смесителя колебание с преобразованной частотой й;р= ~ 7,— 7, ~ = Л„. Фаза этого колебания зависит от многих факторов и, как правило, отличается от фазы напря>кения промежуточной частоты, получаемого при основном преобразовании, что может приводить к появлению частотных и фазовых искажений сигнала.
7 =у' А 7'. А зй Г,„ /пр пу" упр А -'г К* Рис. 44 В ГЛАВА 4 152 Возникновение колебаний зеркальной частоты в смесителе возмо>кно и без обратного преобразования из-за непосредственного взаимодействия колебаний сигнальной частоты и второй гармоники гетеродина 2~ — ~ =Я+т„ =~. В этом соотношении верхний знак соответствует случаю~„< /;, нижний — )"„> Г,. В результате прямого преобразования на выходе смесителя одновременно с разностной г'„'я появляется и колебание суммарной частоты (СЧ) ~и,=);+)',.
При обратном и вторичном прямом преобразованиях оно создает напряжение с частотой );, на входе (Д'= ~„, — 1,) и с частотой /;,„на выходе смесителя, причем при.Г, < ~„. имеем)",,',=Д' — Ги а при), >),, получаем)"'„'я=у",— /;".
Фазовые сдвиги между продуктами основного и вторичного преобразований, как и для зеркальной частоты (ЗЧ), могут быть значительными и существенно зависеть от частоты. Для предотвращения частотных и фазовых искажений из-за влияния колебаний ЗЧ и СЧ применяют смесители с использованием энергии комбинационных частот путем отражения или поглощения этих колебаний в специальных фильтровых схемах. Один из вариантов построения смесителя с использованием энергии колебаний ЗЧ и СЧ при Г<);. приведен на рис. 4П9, где ФС— полосовой фильтр, пропускающий ),.
и не пропускающий ги ФСЧ— фильтр, закорачивающий на выходе транзистора колебания сии Возникающие в транзисторе колебания ЗЧ и колебания СЧ отражаются соответственно от фильтров ФС и ФСЧ и возвращаются в транзистор. Фазы отраженных колебаний подбираются выбором расстояний 1, и (> от этих фильтров до транзистора. В случае синфазности колебаний основной промежуточной частоты и 1;„, полученных в результате преобразования отраженных колебаний /;, и ~„энергетические свойства смесителя заметно улучшаются. Но смеситсли с отражением комбинационных продуктов являются узкополосными, так как синфазность рассмотренных колебаний может быть обеспечена лишь в относительно небольшой области частот. эпч Рис.
449 Преобразователи частоты и параметрические усилители 153 Рис. 4.20 Транзисторные смесители с поглощением ЗЧ и СЧ более широкополосны, но уступают смесителям отражательного типа по усилительным и шумовым характеристикам. При построении этих смесителей обычно используются Фв и ФЦ. Схема смесителя с поглощением ЗЧ приведена на рис, 4,20. Ферритовый циркулятор на часто~с сигнала работает как вентиль. Колебания ЗЧ, ступающие от транзистора к плечу 3 ФЦ, поглощаются в согласованной нагрузке (СН). Применение ФЦ уменьшает также излучение гете- родина в цепь источника сигнала. Для подавления радиопомех, проникающих на вход ПЧ на часто~ах побочных каналов приема, помимо фильтровых способов широко применяются компенсационные способы, используемые в балансных, кольцевых и двуканальных смесителях.
Балансные транзисторные смесители (БТС) состоят из двух одинаковых транзисторных каскадов в сочетании с мостовыми устройствами. Причем в отличие от балансных усилителей в БТС появляется дополнительная возможность установления баланса опч ок Рис. 4.21 ГЛЛВЛ 4 Рис, 4.22 подбором фазы гетеродина, и поэтому в БТС находят применение и синфазные, и квадратурные (КМУ), и противофазные (ПМУ) мостовые устройства. На рис. 4.2! приведена схема балансного смесителя на ДЗПТШ с использованием ПМУ. Смеситсльные транзисторы возбуждаются сигналом противофазно, гетеродином — синфазно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
