11. Сопряжение контуров преселектора и гетеродина.

Транзисторные преобразователи частоты выполняются по схеме с отдельным или совмещенным гетеродином. Преобразователи с совмещенным гетеродином применяются в приемниках, где не требуется высокой стабильности частоты гетеродина, так как обеспечить оптимальный режим транзистора для генерирования и для преобразования частоты крайне сложно. Схема такого преобразователя показана на рис. 6.19.

Рис. 6.19. Схема ПЧ с совмещенным гетеродином

Необходимые для самовозбуждения амплитудные и фазовые соотношения достигаются за счет индуктивной связи между коллекторной и эмиттерной цепью.

Наиболее часто применяются преобразователи с отдельным гетеродином. Нелинейный элемент (транзистор) включается по схеме с общим эмиттером. Такая схема позволяет получить больший коэффициент преобразования. Напряжения f/c и f/r можно подавать на один .электрод транзистора (рис. 6.20, а) либо на разные (рис. 6.20,6). Предпочтительнее на разные, поскольку это ослабляет взаимное влияние цепей радиотракта и гетеродина, уменьшает уровень паразитного излучения /пр через антенну, что крайне важно для электромагнитной совместимости радиосредств. Следует отметить, что даже при подаче Uc и f/r на разные электроды транзистора связь между цепями радиотракта и гетеродина сохраняется через сопротивление база - эмиттер.

Более высокую степень развязки целей радиотракта и гетеродина можно получить, применяя в качестве нелинейных элементов ПЧ полевые транзисторы, лучше двухзатворные.

Рнс. 6.20. Схемы ПЧ с отдельным гетеродином

Необходимо отметить, что коэффициент усиления в режиме преобразования значительно (примерно в 4 раза) меньше, чем в усилительном режиме. Увеличение напряжения гетеродина возможно только в пределах линейного участка изменения крутизны смесителя от напряжения, в противном случае появляются дополнительные побочные каналы приема. В связи с этим в качестве смесителей применяют транзисторы, у которых зависимость крутизны от напряжения имеет широкий участок, близкий к прямолинейному, и подают на смеситель Ih, не выходяшие за пределы этого участка.

12. Амплитудный детектор: схема, принцип работы, параметры.

1. Назначение и основные параметры.

Амплитудным детектором (АД) называется устройство, предназначенное для преобразования высокочастотного колебания, модулированного по амплитуде, в напряжение, изменяющееся по закону передаваемого сигнала.

Пусть на входе детектора действует амплитудно-модулированное напряжение (рис 1.а)

(1)

На нагрузке детектора напряжение будет иметь постоянную и переменную составляющие (рис1.б). Полезным результатом детектирования является составляющая

(2)

Спектральное отображение АМ сигнала и модулирующего напряжения приведено на рис 1.в.

Рис.1 Характер напряжений и спектра сигнала на входе и выходе детектора.

Амплитудные детекторы характеризуются следующими параметрами:

- детекторной характеристикой;

- коэффициентом передачи;

- входным сопротивлением (или проводимостью);

- коэффициентом фильтрации высокочастотного напряжения;

- коэффициентом нелинейных искажений;

- частотной характеристикой.

Детекторной характеристикой называется зависимость постоянной составляющей выходного напряжения (или тока) от амплитуды немодулированного входного высокочастотного напряжения.

Коэффициентом передачи детектора называется отношение амплитуды выходного напряжения к амплитуде огибающей входного модулированного напряжения

(3)

Входная проводимость детектора характеризует степень его влияния на источник детектируемого сигнала. Вследствие резонансных свойств источника сигнала это влияние определяется первой гармоникой входного тока и амплитудой напряжения несущей чистоты сигнала на входе детектора

(4)

Эта проводимость состоит из активной и емкостной составляющих

(5)

Входная проводимость детектора шунтирует предыдущий каскад, обычно содержащий колебательный контур, что приводит к ухудшению селективных свойств этого каскада.

Коэффициент фильтрации высокочастотного напряжения показывает во сколько раз амплитуда напряжения высокой частоты на входе детектора больше такого же напряжения на его выходе

(6)

Коэффициент нелинейных искажений – это численная мера искажений модулирующего сигнала на выходе детектора.

(7)

Кроме нелинейных искажений в детекторе могут возникать и линейные искажения, обусловленные наличием инерционных элементов.

Частотная характеристика – это зависимость коэффициента передачи детектора от частоты модуляции .

2. Принцип работы амплитудного детектора.

Схема АД и диаграммы, поясняющие его работу, приведены на рис.2.

Для детектирования АМ сигналов используют нелинейные свойства диодов и транзисторов. Различают два режима работы детектора: в режиме сильных сигналов и в режиме слабых сигналов. В первом случае вольтамперную характеристику диода принято представлять в виде аппроксимирующих. При действии на входе немодулированного сигнала через диод будут протекать импульсы тока с частотой , которые образуют постоянную составляющую (среднее значение). Этот ток, протекая через , создает на нем напряжение , которая является для диода запирающим. Поэтому переменное напряжение, приложенное к диоду, будет сдвинуто влево на величину

Рис.2 Схема диодного амплитудного детектора (а) и диаграммы напряжений и токов(б).

При увеличении входного напряжения смещение рабочей точки увеличивается и ток, проходящий через диод, будет иметь форму однополярных импульсов с углом отсечки (рис.3).

Рис.3 Характер импульсов тока через диод

На интервале времени 2 происходит быстрый заряд конденсатора через, открытый диод. В течение времени, когда диод закрыт, конденсатор медленно разряжается через . Угол отсечки тока не зависит от амплитуды входного сигнала, а определяется только величиной сопротивления нагрузки и крутизной ВАХ диода

, (8)

где

С учетом этого детекторная характеристика определяется выражением

(9)

В режиме больших сигналов она является линейной (рис.4)

Рис.4 Детекторная характеристика при двух разных сопротивлениях нагрузки.

В режиме слабых сигналов (для диода ) ВАХ диода приближенно описывается квадратичной зависимостью .

Если амплитуда входного сигнала меняется по закону , то ток детектора будет содержать не только составляющую частоты модуляции, но и вторую гармонику этой частоты, т.е. будут иметь место нелинейные искажения.