_books_met_files_fund_radio_el

152

Снова рассмотрим цепь, содержащую изменяющееся во времени активное сопротивление. Т.к. цепь линейна, то статическая g0 и дифференциальная gд=S проводимости равны между собой g0=gд=S.

где mН= S/S0 – коэффициент вариации крутизны.

U(t) ГОН СД

Рис. 13.11

При воздействии АМ сигнала U=U0(1+mCcos Ct)cos( Ct+ ) ток на выходе перемножающего устройства

iSU S0 1 mH cos Ct U0 1 mC cos Ct cos Ct

S0U0 1 mC cos Ct cos Ct m2H cos m2H cos 2 Ct .

Как видно из этого выражения, выходной ток НЧ, выделяемый интегратором равен

153

iS0 1 mH cos Ct U0 1 mC cos Ct cos Ct Un cos nt

S0U0 1 mC cos Ct 1 mH cos Ct cos Ct

В области средних и низких частот имеем:

K,Si( )

Рис. 13.12

После интегратора, если С- n>> C, имеем

Итак, если С- n>> C, нет прохождения помехи на выход СД.

13.4. Фазовое детектирование

13.4.1. Фазовое детектирование в параметрической системе

Синхронный детектор обладает еще одним ценным свойством. Из (13.15) следует, что детекторный эффект зависит от начальной фазы колебаний. Благодаря этому СД может быть использован для детектирования колебаний, модулированных по фазе (частоте).

В самом деле, пусть на СД (рис. 13.11), крутизна которого меняется по закону

индекс модуляции мал. Если С= Н, то так как i(t)=UCS( Ht), после интегратора

Ток НЧ прямо пропорционален (t), а, стало быть, изменяется по закону передаваемого сообщения.

0

0

a

Рис. 13.18

t

Как видно из рис. 13.18-в эта характеристика имеет достаточно протяженный участок а-а, близкий к прямой линии.

14. Преобразование частоты

Задачей преобразования частоты является перенос спектра радиосигнала из одной области радиочастотного диапазона в другую. Сигнал преобразуется без изменения вида и параметров модуляции.

Для преобразования частоты требуется вспомогательное напряжение, при получении которого используется гетеродин.

Операция переноса спектра реализуется перемножением преобразуемого и гетеродинного колебаний различными способами. Причем процесс преобразования спектра может осуществляться как за счет нелинейного взаимодействия сигнала и гетеродина, так и за счет их параметрического взаимодействия. Более того, важен и способ подачи гетеродинного напряжения: на тот же вход четырехполюсника, что и сигнал, или же на гетеродинный вход шестиполюсника.

14.1. Преобразование спектра в нелинейном шестиполюснике

Рис. 14.1

Пусть на некоторый нелинейный шестиполюсник воздействует напряжение сигнала VC(t), спектр которого состоит из частот C1, C2, Cn и гармоническое напряжение VГ(t), полученное от гетеродина.

В отличие от амплитудной модуляции, где частоты воздействующих напряжений резко различны ( >> М), теперь будем полагать, что частота

UМГ

Рис. 14.2

t

Как видно из рис. 14.2, крутизна является периодической функцией времени, причем может изменяться не только по синусоидальному закону, но и содержать более высокие гармоники гетеродинного напряжения

S S0 S1cos Гt S2 cos2 Гt

Гармоники крутизны появляются при увеличении напряжения гетеродина. Однако, одновременно с этим обычно возрастает крутизна преобразования, а главное, она меньше зависит от изменения амплитуды гетеродинного напряжения.

Следует отметить, что рассмотренное нелинейное преобразование можно, как видно из (14.2), представить как параметрическое для малых сигналов, где изменяемым параметром является крутизна S(UГ).

Уравнение (14.2) соответствует линейному режиму (по сигналу) преобразователя и позволяет выяснить все основные свойства ПЧ, за исключением нелинейных искажений, которые определяются членами ряда (14.1)

с VC2 и VC3.

Пусть на вход преобразователя действует напряжение VC UC cos Ct.

Будем считать, что на резонансной нагрузке преобразователя не будет создаваться заметного напряжения каких-либо частот, не совпадающих с промежуточной частотой. Причем VПЧ UПЧ cos прt пр . Учитывая (14.3), из

(14.2) имеем:

k 0

Из этого выражения видно, что ток преобразователя содержит составляющие различных частот. Составляющие тока с промежуточной частотой содержат второе слагаемое (14.4) пр=k Г С, (при определенном значении k) и третье слагаемое при k=0.

160

Таким образом, ток промежуточной частоты равен

Промежуточная частота может иметь следующее значение:

пр=k Г+ С – (k Г< пр) - повышение частоты,пр=k Г- С – (k Г> С) - понижение частоты,

пр= С-k Г– (k Г< С) - понижение частоты, (k=1,2...........).

Таким образом, промежуточная частота может получаться с использованием различных гармоник гетеродина. Выражение (14.5) в комплексной форме

Здесь первое слагаемое обусловлено эффектом преобразования частоты, а второе – реакцией нагрузки, включенной на выходе преобразователя с нелинейным элементом, т.е. напряжение промежуточной частоты, приложенное к выходу преобразователя (точки cd), вызывает появление напряжения частоты сигнала на вход преобразователя (точки ab) (см. рис. 14.1).

Эффект обратного преобразования является, по существу, эффектом обратной связи, замыкающейся через нелинейность преобразователя.

14.1.2. Коэффициент передачи преобразователя частоты

По аналогии с усилительным каскадом, рассмотрим упрощенную