2. Назначение, классификация преобразователей частоты

Преобразователь частоты– это электрическая цепь, осуществляющая преобразование частоты и состоящая из гетеродина, смесителя и полосового фильтра (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 – Преобразователь частоты

Преобразователи частоты нашли широкое применение в супергетеродинных РПУ.

Преобразователь частоты предназначен для преобразования высокой и переменной частоты принимаемого сигнала в сравнительно низкую и постоянную промежуточную частоту, на которой осуществляется основная избирательность и усиление преобразованных радиосигналов.

Принцип работы ПЧ заключается во взаимодействии двух напряжений с разными частотами (и), в результате чего в спектре выходного тока смесителя появляется много комбинационных составляющих:

(1.2)

Полосовой фильтр настраивается на промежуточную частоту , представляющую собой разность или сумму частоти:

(1.3)

Классификация пч

1. По принципу преобразования:

• параметрические;

• нелинейные.

2. По характеру проводимости НЭ:

• с нелинейной активной проводимостью (на лампах, ПП транзисторах, диодах);

• с нелинейной реактивной проводимостью (на варикапах) - встречается редко.

З. По типу смесительных ламп:

• -гептодные;

• пентодные;

• триодные.

4. По способам включения смесительного транзистора:

• с общим эмиттером;

• с общей базой;

• составные каскадные.

5. По числу НЭ:

• с одним НЭ (простые);

• с 2-мя и более НЭ (сложные)

6. По способу формирования гетеродинного напряжения:

• с отдельным гетеродином;

• с совместным гетеродином.

Основные параметры ПЧ

1. Коэффициент преобразования – отношение амплитуды напряжения (мощности) промежуточной частоты на выходе преобразователя к напряжению (мощности) сигнала на входе:

(1.4)

Величина коэффициента преобразования должна отвечать одновременно двум требованиям:

• обеспечивать наименьший коэффициент шума приемника;

• обеспечивать линейность тракта ПЧ.

2. Избирательность ПЧ – характеризует способность его выделять преобразованный сигнал и обеспечивать необходимое ослабление побочных продуктов преобразования. Она зависит от свойств избирательной системы (полосового фильтра) преобразователя.

3. Степень линейности преобразователя – можно оценить его динамическим диапазоном в дБ;

				(1.5)
где		–	максимально допустимая амплитуда сигнала (определяется уровнем допустимых нелинейных искажений);
		–	минимально допустимая амплитуда сигнала (определяется шумами ПЧ).

Динамический диапазон ПЧ в приемниках достигает 60 – 80 Дб и более.

4. Коэффициент шума. Кроме смесителя, дополнительным источником шума является гетеродин.

Требования к преобразователям частоты

1. Высокая линейность ПЧ – основное требование.

2. Большой коэффициент преобразования.

3. Высокие входные и выходные сопротивления преобразователя. Кроме того, они должны быть такими, чтобы хорошо согласовать преобразователь со схемой.

4. Малый коэффициент шума (уровень шума).

5. Способность подавлять лишние комбинационные колебания (за счет схемных решений - сложные схемы ПЧ).

6. Высокая избирательность в нагрузке.

7. Малая паразитная связь контуров гетеродина и УРЧ.

8. Простота схемы и надежность.

Выводы

1. Преобразователь частоты состоит из следующих элементов: смесителя, гетеродина и полосового фильтра и предназначен для преобразования высокой и переменной частоты сигнала в сравнительно низкую и постоянную промежуточную частоту, на которой осуществляется основная избирательность и усиление радиосигнала.

2. К основным параметрам ПЧ относятся: коэффициент преобразования К_ПР, избирательность (определяется свойствами полосового фильтра), динамический диапазон D_ПР, коэффициент шума.

Заключение

1. Принцип супергетеродинного приема состоит в переходе от высокой и переменной к низкой и постояннойдля обеспечения высоких чувствительности и избирательности.

2. Преобразователь частоты – это электрическая цепь, осуществляющая преобразование частоты и состоящая из гетеродина, смесителя и полосового фильтра.