Устройство радиоприемных устройств

Формула (4.18) называется уравнением прямого инвертирующего преобразования частоты. Инвертирующее преобразование частоты меняет местами боковые полосы: нижняя полоса становится верхней и наоборот – рис. 4.4,б).

Первое слагаемое в (4.17) и (4.18) характеризует процесс преобразования частоты. Второе слагаемое обусловлено реакцией нагрузки. Коэффициент пропорциональности между амплитудой выход

ного тока промежуточной частоты и амплитудой напряжения входного сигнала при коротком замыкании (к.з.) на выходе называют крутизной преобразования:

G21пр = = 0,5 (4.19)

– она определяется половиной амплитуды k-й гармоники проводимости прямого действия.

Выходная проводимость ПЧ при коротком замыкании на входе определяется постоянной составляющей выходной проводимости смесителя, изменяющейся под действием гетеродина:

G22пр = = . (4.20)

После преобразований (4.21), аналогичных при выводе (4.17) и (4.18), получаем в комплексной форме

= + 0,5,

при wC = kwГ ± wnp

= + 0,5 (4.23)

при wC = kwГ - wC. Это уравнения обратного преобразования для инвертирующего (4.22) и не инвертирующего (4.23) преобразователя частоты.

Коэффициент пропорциональности между амплитудой тока с частотой сигнала на входе и амплитудой напряжения промежуточной частоты на выходе смесителя при коротком замыкании на входе называют крутизной обратного преобразования:

G21пр = = 0,5; G12пр = ½ = 0 = 0,5. (4.24)

G11пр == = 0,5. (4.25)

В общем случае при использовании инерционного НЭ и смесителе параметры (4.19), (4.20) и (4.24), (4.25) комплексные, аналогичные параметрам усилительного прибора, но с учетом режима преобразования частоты и действия напряжения гетеродина.

Таким образом, не инвертирующий преобразователь частоты можно описать системой двух линейных уравнений

= Y11 + Y12; = Y21 + Y22. (4.26)

Инвертирующий преобразователь описывается уравнениями

= Y11 + Y12; = Y21 + Y22. (4.27)

Полученные выражения справедливы только для амплитуд, а не мгновенных значений токов и напряжений, которые отличаются по частоте на входе и выходе.

Обратное преобразование аналогично обратной связи (ОС) в усилителе, но она своеобразна – это нелинейная ОС. В ПЧ на невзаимном элементе ОС гораздо слабее, чем в усилителе, но проверять преобразователь на устойчивость необходимо и следует принимать соответствующие меры повышения устойчивости. Такими мерами могут быть уменьшение коэффициента усиления до значения устойчивого и каскодное соединение электронных приборов в смесителе. Применение нейтрализации в преобразователе невозможно, так как частоты на его входе и выходе различны.

20. ТРАНЗИСТОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ

Для преобразования частоты используют как полевые (ПТ), так и биполярные (БТ) транзисторы. Преобразование происходит вследствие изменения крутизны характеристики прямой передачи под действием напряжения гетеродина. Возможны различные варианты схем подачи напряжения сигнала и гетеродина на смесительные элементы.

На рис.4.8 – схемы преобразователей с отдельным гетеродином на ПТ и БТ. В первой схеме напряжение сигнала подано в цепь затвора, а напряжение гетеродина – в цепь истока. По сигналу получается схема с общим истоком (ОИ), а для гетеродина – схема с общим затвором (03). Во второй схеме напряжение сигнала подается в цепь базы, а напряжение гетеродина – в цепь эмиттера. Этим достигается хорошая развязка цепей сигнала и гетеродина.

Рис.4.9 – Схема на двух затворном ПТ

Лучшая развязка между сигнальной и гетеродинной цепями остигается в схеме на двух затворном ПТ – рис.4.9. Напряжения сигнала и гетеродина подаются на разные затворы. Преобразование частоты в этой схеме происходит за счет изменения крутизны сток-затворной характеристики по сигнальному затвору при изменении напряжения на гетеродинном затворе.

Хорошая развязка цепей сигнала и гетеродина и высокая устойчивость против самовозбуждения в широком диапазоне частот достигаются в каскодных смесителях. в которой напряжения сигнала и гетеродина поданы на базы разных транзисторов.

Рис. 4.10 – Каскадная схема

По сигналу получается каскадная схема общий эмиттер – общая база (ОЭ–ОБ), обеспечивающая высокую устойчивость. Преобразование частоты происходит вследствие изменения крутизны характеристики второго транзистора.

Аналогично можно построить каскадный смеситель на ПТ.

Преобразовательный электронный прибор — транзистор можно использовать одновременно и для генерирования колебаний. В этом случае преобразователь называется генерирующим (автодинным). Но оптимальные режимы для генерирования и для преобразования частоты неодинаковы. Стабильность частоты генерации получается низкой, поэтому автодинные ПЧ используются только в недорогих приемниках невысокого класса. В профессиональных РПрУ используются ПЧ с отдельным гетеродином.

 Скачать реферат