RadiobookA

радиолюбительский портал

 
Главная » Радиосвязь » Преобразование частоты в супергетеродине


Топ 10!

Календарь обновлений

«    Декабрь 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

Случайная публикация

  • Начала электроники. Программа для начинающих...
    В ней можно собирать простейшие цепи из резисторов и конденсаторов, делать измерения авометром и осциллографом. Есть источники питания, лампочки. Симпатичная программка, забавно так хлопают резисторы
  • Простые передатчики - "Шарманки"...
    Схемы генераторов, приведенные в статье, не предназначены для работы в средневолновом участке радиовещательного диапазона.
  • Цифровые микросхемы - начинающим (занятие №13) - мультиплексор К561КП1...
    На прошлом занятии мы рассмотрели простые одноразрядные мультиплексоры, входящие в состав микросхем К561КТЗ и К176КТ1. Напомню, что эти микросхемы содержат по четыре аналоговых ключа, которые
  • Формула параллельного соединения резисторов...
    При параллельном соединении резисторов, эквивалентное сопротивление меньше сопротивления любого из этих резисторов.
  • Омметр на полевом транзисторе....
    Как подсказывает заголовок, рассказ пойдет об измерителе сопротивления — омметре. Возможно, Вы уже привыкли проверять резисторы с помощью авометра, работающего в режиме омметра, и поэтому не сразу
  • Простейшая СДУ...
    На рисунке показана схема простейшей светодинамической установки, которую можно собрать за несколько минут. Схема примитивная и её работа ни чем не удивляет. Но главное (и единственное) достоинство
  • Малогабаритная радиостанция...
    Особенность данной радиостанции - то, что приемник и передатчик состоят из функционально законченных узлов. Это дает возможность совершенствовать радиостанцию путем их замены. Технические

 

Радиосвязь

 
 

Преобразование частоты в супергетеродине

 
 
 

Преобразование частоты в супергетеродине осуществляется в преобразовательном каскаде. Для получения неискаженного приема этот каскад должен преобразовывать модулированное напряжение высокой частоты приходящих сигналов в напряжение промежуточной частоты без изменения вида и характера модуляции.





Например, если напряжение приходящего сигнала промодулировано по амплитуде, то преобразованное напряжение также должно быть модулированным по амплитуде, причем для того, чтобы воспроизведение передачи не сопровождалось нелинейными искажениями, форма огибающей кривой напряжения на выходе преобразователя должна точно соответствовать форме огибающей кривой подводимого сигнала. Преобразование частоты осуществляется посредством специальной смесительной лампы, к которой подводятся приходящие модулированные колебания и постоянные по амплитуде колебания другой высокой частоты, создаваемые в самом приемнике.

Упрощенная схема преобразователя частоты приведена на фиг. 29. На управляющую сетку смесительной лампы Л1 поступают два высокочастотных напряжения: приходящего сигнала Uc, которое снимается с колебательного контура L1C1, настраиваемого на частоту fc принимаемой радиостанции, и напряжение Uг от местного гетеродина, смонтированного на лампе Л2. Гетеродин представляет собой маломощный ламповый генератор колебаний высокой частоты (fг) и по принципу действия мало отличается от рассмотренного нами ранее регенеративного каскада, работающего в режиме незатухающих колебаний.
Преобразование частоты в супергетеродине

Напряжение смещения Uc0 на сетке смесительной лампы, образующееся на сопротивлении R1, выбрано таким, что рабочая точка находится на нижнем сгибе анодной характеристики, вследствие чего эта лампа работает в режиме анодного детектирования (поэтому преобразователь частоты супергетеродина нередко называют первым детектором). В результате такого выбора положения рабочей точки на характеристике лампы Л1 ее действующая крутизна в процессе работы изменяется с изменением напряжения смещения. Когда модулированный сигнал отсутствует, напряжение смещения изменяется только с частотой колебаний, создаваемых гетеродином; с этой же частотой изменяется и крутизна характеристики лампы, возрастая с уменьшением напряжения смещения и уменьшаясь с увеличением его (фиг. 30).
Преобразование частоты в супергетеродине

Посмотрим, что происходит, когда на сетку смесительной лампы одновременно подаются напряжения сигнала и гетеродина. Для удобства рассуждений будем считать, что частота первого выше частоты второго, а амплитуда сигнала постоянна. Кроме того, для упрощения не будем учитывать высшие гармоники анодного тока смесительной лампы, не играющие существенной роли в процессе преобразования частоты.
На фиг. 31 показан характер изменения анодного тока лампы. Под воздействием приходящего сигнала во время положительного полупериода напряжения, поступающего от гетеродина, амплитуда переменной составляющей анодного тока, имеющей частоту сигнала, получается большей, чем во время отрицательного. Кроме того, в первом случае с нарастанием Uг амплитуда переменной составляющей частоты сигнала возрастает, а во втором убывает. В результате она изменяется с частотой колебаний, поступающих от гетеродина, т. е. оказывается промодулированной этими колебаниями. Объясняется это тем, что с изменением напряжения Uг изменяется крутизна характеристики лампы.

Модулированные колебания являются сложными, состоящими из колебаний ряда частот. В простейшем случае, когда колебания модулированы одной частотой, они слагаются из колебаний трех частот: основной (несущей) частоты, разности основной и модулирующей частот и их суммы. Таким образом, в состав полученных нами модулированных колебаний (фиг. 32,а) входят колебания частоты сигнала fс (фиг. 32,6), разности частоты сигнала и частоты гетеродина fс—fг (фиг. 32,0), а также их суммы fс+fг (фиг. 32,г). Если приходящие сигналы промодулированы, то все эти составляющие также промодулированы.

Из получившихся высокочастотных колебаний интерес представляют только колебания разностной частоты fс—fг так как колебания суммарной частоты всегда выше, чем частота сигнала, и использование их не даст положительных результатов. Колебания разностной частоты выделяются фильтром C3L3LAC4, настроенным на эту частоту (фиг. 29).

Итак, на вход преобразователя подано напряжение одной частоты, а на его выходе получено напряжение другой частоты, т. е. произошло преобразование частоты приходящих сигналов. Необходимым условием этого явилось периодическое изменение крутизны характеристики смесительной лампы под воздействием напряжения, подводимого от гетеродина.
Преобразование частоты в супергетеродине
фиг. 31. Графики, иллюстрирующие процесс преобразования частоты.
а — анодная характеристика лампы; б — зависимость анодного тока от напряжений Uc и С7г; в — составляющая анодного тока частоты гетеродина; г — составляющая анодного тока частоты сигнала (колебания приходящего сигнала промоделированы колебаниями гетеродина).

Для преобразования частоты принципиально не имеет значения, выше ли частота гетеродина fг частоты приходящего сигнала fe или ниже, важно лишь чтобы разность между ними была равна требуемой промежуточной частоте.

Рассматривая процесс преобразования частоты, мы останавливались лишь на колебаниях основных частот. Вследствие нелинейности характеристики лампы в ее анодной цепи, кроме упомянутых выше частот, образуются еще колебания более высоких частот — гармоник частот сигнала и гетеродина, а также высшие комбинационные частоты. Все эти частоты отсеиваются фильтром, включенным в анодную цепь смесительной лампы.

Преобразование частоты в супергетеродине
Фиг. 32. Колебания, модулированные одной частотой, слагаются из колебаний трех частот: основной частоты сигнала fc, разности основной и модулирующей частот fc — fг, а также из их суммы fc — fг.

Преобразователь частоты обладает и усилительными свойствами. Даваемое им усиление определяется как отношение напряжения промежуточной частоты на его выходе к напряжению сигнала, подводимого к управляющей сетке смесительной лампы. Величина этого усиления зависит от параметров смесительной лампы, качества фильтра ПЧ, а также амплитуды напряжения, подводимого от гетеродина. Коэффициент усиления Кnp преобразователя частоты, содержащего двухконтурный полосовой фильтр с критической связью между контурами, можно подсчитать по формуле

К np=0,5Snp*Zрез

где
Snp —крутизна преобразования смесительной лампы;
Z рез—резонансное сопротивление контуров фильтра.

Крутизна преобразования представляет собой отношение приращения составляющей анодного тока ΔInp
промежуточной частоты к приращению напряжения сигнала ΔUс. Она не является строго определенной для данной лампы и зависит от режима ее работы, в частности, от амплитуды колебаний, подводимых от гетеродина. При определенной амплитуде этих колебаний S np достигает наибольшей величины. Это наибольшее значение Snp обычно и приводится в паспорте смесительных и преобразовательных ламп.


Здесь Ваше мнение имеет значение  -
 поставьте вашу оценку (оценили - 2 раз)
 
 

К.А. Шульгин

 
 
 
Смотри также:
 
   

 Принт-версия