Устройство радиоприемных устройств

Рис. 4.11 – К определению крутизны преобразования

Режим по постоянному току смесителей выбирают так, чтобы работать на нелинейном участке ВАХ прямой передачи и по возможности использовать участок с линейным изменением крутизны этой характеристики – рис.4.11. Из графика на рис.4.11, а) следует, что а

мплитуда первой гармоники крутизны » 0,5(g21max – g21min), a крутизна преобразования по первой гармонике согласно (4.19) G21пр= 0,5 » 0,25(g21max – g21min). В режиме усиления можно использовать g21 = g21max, следовательно, крутизна в режиме преобразования меньше крутизны в режиме усиления.

Анализ ПЧ на БТ возможен с использованием экспоненциальной аппроксимации характеристик. Например, входная характеристика БТ в схеме ОБ iЭ = f (uБЭ) хорошо аппроксимируется экспонентой iЭ = i0( – 1), где i0 и b – параметры экспоненты, определяются из реальных характеристик транзистора. Учитывая соотношение iK = h21б iЭ и выражение определяем крутизну

g21 = diK/duБЭ = h21б diЭ /duБЭ = h21б bi0. g21(t) = bIK0[J0(bUГ) +Jk(bUГ) coskwГt].

Входные и выходные сопротивления транзистором в режиме преобразования приблизительно в 1,5 .2 раза больше, чем в режиме усиления, а входные и выходные емкости в режиме усиления и преобразования фактически одинаковы.

ПТ имеет квадратичную сток-затворную характеристику, этим обусловлена линейная зависимость крутизны этой характеристики g21 от UЗИ

21. ДИОДНЫЕ ПЧ, СХЕМЫ, ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ

Различаются они способом подачи напряжения ГТ.

Напряжение ГТ подается на тот же контур, на который подается сигнал. Верхняя схема используется в случае, если fГ отличающаяся от частоты сигнала на величину fПР, оказывается в полосе пропускания входного контура. Нижняя схема применяется, если ослабление колебаний ГТ во входном контуре слишком велико. Эквивалентная схема диода (первый рисунок).

g — активная проводимость. СД — емкость держателя кристалла. С — емкость p-n-перехода.

LS и rS — индуктивность и сопрот. соединительных проводников.

У диодов в ДМВ и СМВ LS и rS малы, поэтому схема упрощается (второй рисунок).

Режимы работы:

Резистивный, напряжение ГТ меняется в области прямого тока. Применяется диод с малой барьерной емкостью, главную роль играет нелинейное активное сопротивление.

Емкостной. Используется закрытый p-n-переход. Применяется диод со сравнительно большой нелинейной емкостью (варикап).

Модуль резонансного коэф. передачи напряжения при резистивном режиме:

Эквивалентные резонансные проводимости входного и выходного контуров.

Существуют оптимальные значения коэф-в включения m1 и m2. В этом режиме используют диоды с барьером Шоттки, обращенные диоды.

ПЧ на туннельном диоде может иметь КР > 1из-за отриц-й проводимости в зоне туннельного эффекта. По шумовым характеристикам и стабильности такой ПЧ уступает ПЧ на ТР. В см и мм диапазонах используют балансные ПЧ, способные ослаблять шумы ГТ.

В емкостном режиме пренебрегают активными проводимостями. Входная проводимость неинвертирующего ПЧ:

,

где GНЭ – эквивалентная результирующая проводимость выходного контура с нагрузкой.

Для инвертирующего ПЧ:

.

Отрицательная проводимость приводит к регенеративному усилению колебаний на частоте принимаемого сигнала

22. ГЕТЕРОДИНЫ, ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ, СХЕМЫ

Возможны два пути построения гетеродинов — первый основывается на применении синтезаторов частот, второй — на использовании автогенераторов (АГ), работающих в режиме свободных (автономных) колебаний. Основным достоинством СЧ является малое значение относительной нестабильности, определяемое эталонным генератором. При кварцевом термостатированном ЭГ ее величина равна 10-6, а при двойном термостатировании и прецизионном кварцевом резонаторе уменьшается до 10-7…10-8. Квантовые стандарты частоты дают нестабильность 10-11…10-13. Однако любой вариант построения СЧ не позволяет получить непрерывное перекрытие диапазона частот. Эго свойство наряду со сложностью схемотехнических решений является основным недостатком метода синтеза гетеродинных частот. Автономный АГ обладает сравнительно малой стабильностью, однако может обеспечить плавное перекрытие диапазона. Дня уменьшения нестаб. в этом случае осуществляют оптимизацию режима работы АЭ, термостатирование и термокомпенсацию, влагозашиту и т.д. Большое значение приобретает повышение добротности колебательных контуров, входящих и ЛГ (переход на Д1\ полые и ПЛВ-резонаторы).

Если приемник имеет фиксированную настройку, т.е. необходимо обеспечить только одно значение fГ то источником гетеродинных колебаний является обычно тракт умножения частоты fЭТ.

АГ обеспечивают необходимые уровни мощности в дециметровом, сантиметровом и в значительной части миллиметрового диапазонов. На частотах ниже 10 ГГц наименьшими шумами обладают АГ на БТ, на более высоких частотах удовлетворительные шумовые характеристики имеют автогенераторы на ПТШ и ДГ.

Стабилизация частоты высокодобротным и резонаторами позволяет реализовать температурный коэффициент частоты порядка 10-6, что обеспечивает значение нестаб. от 10-3…10-4 до 10-5…10-6. Такой широкий разброс нестабильности объясняется различными пределами перестройки частоты: большие нестабильности соответствуют значительным изменениям частоты генератора, а меньшие — узкополосной перестройке либо фиксированному значению частоты.

Если указанная стабильность частоты для нормальной работы радиосистемы недостаточна, гетеродины строят по схеме транзисторно-варакторной цепочки с многократным умножением частоты более высокостабильного низкочастотного задающего генератора (кварцевого или СЧ). Такие гетеродины представляют собой каскадно-соединенные транзисторные и варакторные умножители частоты, между которыми для повышения уровня мощности, фильтрации и развязки включены транзисторные усилительные каскады и фильтры.

Структурная схема ГТ

В небольших пределах (единицы процентов) частота ГТ может варьироваться воздействием на режим работы АЭ по постоянному току, что одновременно приводит к нежелательному изменению мощности ГТ. Более эффективна электронная перестройка с помощью варикапа, включенного в колебательную систему автогенератора. Здесь пределы отклонения частоты составляют 5…50 % и не сопровождаются заметным изменением мощности. Однако снижение добротности резонаторов из-за включения варикапа приводит к возрастанию уровня шумов. Наиболее широкие пределы перестройки (порядка октавы) достигаются при использовании ЖИГ-резонаторов. Недостатками АГ с ЖИГ-резонаторами являются повышенная чувствительность к дестабилизирующим факторам и большие трудности в осуществлении быстрого изменения частоты.

 Скачать реферат