книги из ГПНТБ / Левичев В.Г. Радиопередающие и радиоприемные устройства [учеб. пособие]

toe — о)Г. Поэтому наибольшей амплитуде результирующего коле­

стоты необходимо продетектировать результирующее напряжение. Поэтому лампа и работает в режиме анодного детектора. В ре­

та ti изменяется с частотой биений. Следовательно, в импульсном токе лампы смесителя имеется переменная синусоидальная со­

преобразователя создается напряжение разностной частоты. Она и является промежуточной частотой приемника (рис. 2.168, е). Та­ кое преобразование частоты называется простым. Оно наиболее часто встречается на практике. Объясняется это тем, что при про­ стом преобразовании амплитуда выходных радиоимпульсов про­ межуточной частоты получается заметно больше амплитуды ра­ диоимпульсов на входном контуре. Следовательно, в односеточном преобразователе одновременно с понижением частоты ра­ диоимпульсов происходит их усиление.

Отношение выходного напряжения промежуточной частоты к входному напряжению сигнала называется коэффициентом пере­ дачи преобразователя

Величина коэффициента передачи преобразователя зависит от параметров лампы, режима ее работы, амплитуды напряжения ге­

ты тока смесительной лампы мала, и поэтому напряжение на вы­ ходе преобразователя мало. Это объясняется тем, что при неболь­ шой амплитуде Umv используется нижний пологий участок харак­ теристики лампы, где ее крутизна мала. Поэтому изменения им­ пульсов анодного тока смесительной лампы происходят в неболь­ ших пределах.

При увеличении напряжения гетеродина изменения анодного тока с частотой биений сначала возрастают (рис. 2.171,6), а за­ тем уменьшаются. Поэтому для каждого угла отсечки тока анод­ ного детектора и типа выбранной лампы существует оптимальная амплитуда напряжения гетеродина, при которой переменная со­ ставляющая промежуточной частоты максимальна.

410

Из рис. 2.171 видно, что изменение амплитуды импульсов анод­ ного тока смесительной лампы

Рис. 2.171. Графики процесса детектирования биений в односеточном преобразователе частоты при различной вели­ чине напряжения гетеродина

точки по закону огибающей суммарного напряжения, действую­ щего на сетке. Положение этой части рабочего участка сеточной динамической характеристики зависит от амплитуды напряжения гетеродина.

Амплитуда переменной составляющей тока промежуточной ча­ стоты смесительной лампы / т п р всегда меньше, чем А/ща'

411

При оптимальном угле отсечки анодного тока смесителя и оп­ тимальной амплитуде напряжения гетеродина крутизна преобра­

максимально возможная крутизна сеточной статической характе­ ристики лампы (указывается в справочнике по радиолампам).

Отсюда следует, что пентодный смеситель имеет больший коэф­ фициент передачи, чем триодный (при одинаковой крутизне их сеточных статических характеристик). Однако уровень внутренних шумов пентодного смесителя значительно больше, чем триодного.

412

Поэтому пентодный смеситель в радиолокационных приемниках применяется редко.

Простое преобразование частоты при помощи схемы, изобра­ женной на рис. 2.167, может успешно осуществляться только до частот порядка немногих сотен мегагерц. На более высоких ча­ стотах сигнала начинает проявляться недостаток режима простого преобразования частоты. Он заключается в близкой настройке сигнального и гетеродинного контуров. По этой причине контур гетеродина обладает большим индуктивным сопротивлением для

избирательность и уменьшая коэффициент усиления предыдущего каскада УВЧ. Влияние индуктивности в цепи катода лампы уси­

Второй недостаток рассматриваемой схемы состоит в малой величине входного сопротивления смесителя со стороны гетероди­ на. Это сопротивление одинаково при любом количестве витков

нет. Напряжение гетеродина создает в анодной цепи смесительной

Кв Х - Г ~ / а . г _ V L / r - Sd *

Сопротивление Rr.x.r имеет величину порядка сотен ом. Оно за­ метно шунтирует контур гетеродина, ухудшая его добротность. Тем самым понижается стабильность частоты колебаний гетеродина и ухудшается форма его напряжения.

Бороться с этими неприятными явлениями можно различными способами. Совершенно очевидно, что для улучшения добротности контуров L\C\ и L2C2 желательно уменьшать число витков между точками аб гетеродинного контура. Однако при этом будет умень­ шаться напряжение гетеродина, подводимое к сетке смесительной лампы. Это повлечет за собой уменьшение коэффициента передачи преобразователя частоты. Несмотря на это, данная мера исполь­ зуется весьма часто, так как оптимальная величина напряжения гетеродина обычно в десятки раз меньше напряжения на всем гетеродинном контуре.

Если таким способом не удается получить желательных ре­ зультатов, то приходится применять сложное преобразование ча-

413

В этом уравнении крутизна Sd является функцией напряжения гетеродина, а напряжение ug состоит из постоянного напряжения смещения Eg и переменного напряжения сигнала ис- Напряжение сигнала удобно считать косинусоидальным, так как при этом полу­ чаются более простые тригонометрические преобразования.

Поэтому полагаем

Полученное уравнение подтверждает наше предыдущее рас­ суждение о наличии в составе анодного тока смесительной лампы переменной составляющей разностной частоты, а также состав­ ляющих частот сигнала и гетеродина.

Но кроме этих составляющих в составе импульсного тока сме­ сителя имеется еще множество различных комбинационных со­ ставляющих.

Их частоты можно определять по формуле

a) = + (m<»r + дсвс )

или

/== ± (/»Л + я/с),

где т и п — произвольные целые числа, включая нуль.

Знак перед скобкой необходимо брать таким, чтобы определяе­ мая частота комбинационной составляющей получалась положи­

напряжение. Однако практически для создания выходного напря-

415

При сложном преобразовании получают промежуточную ча­ стоту

В последних случаях контур гетеродина настроен на частоту, значительно более низкую, чем сигнальный контур. Поэтому со­ противление гетеродинного контура между точками его для тока частоты сигнала является емкостным и очень малым по величине. В этих условиях входное сопротивление смесителя со стрроны сигнального контура не уменьшается за счет контура гетеродина.

При использовании высших гармоник гетеродина с целью по­ лучения промежуточной частоты необходимо выбирать угол от­ сечки анодного тока детекторной (смесительной) лампы таким, чтобы его полезная переменная составляющая имела наибольшую амплитуду.

Недостатком данного способа получения промежуточной часто­ ты является небольшое значение коэффициента передачи преоб­ разователя. Поэтому сложное преобразование частоты применяют

применяют и другие виды связи (индуктивную, емкостную, через активное сопротивление и т. д.).

В диапазоне дециметровых волн односеточное преобразование частоты обычно осуществляется на триоде маячкового типа (на­ пример, 6С5Д). В этом случае сеточным колебательным контуром смесителя служит резонансная коаксиальная линия.

Схема и конструкция смесительного каскада на маячковом

торов здесь имеется один. Он включен в сеточную цепь лампы и настроен на частоту принимаемого сигнала. Коаксиальный резо­ натор выполняет роль входного контура смесителя.

Напряжение сигнала и напряжение гетеродина подводятся к

416

Выходной контур смесителя LC при помощи короткого отрез­ ка гибкого коаксиального кабеля включен в анодную цепь лампы смесителя, который собран по схеме параллельного питания. Часть

Лружинящие контакты

Рис. 2.174. Схема и конструкция смесительного каскада на маячковом триоде

три среднего цилиндра. Настройка выходного контура на проме­ жуточную частоту обычно осуществляется изменением индуктив­ ности.

Д и о д н о е п р е о б р а з о в а н и е ч а с т о т ы

В диодных преобразователях частоты применяются вакуумные и полупроводниковые диоды. Диодное преобразование частоты с использованием вакуумных диодов получило наибольшее приме­ нение в приемниках дециметрового диапазона. Иногда оно при­ меняется и на метровых волнах. Диодное преобразование на по­ лупроводниковых диодах применяется главным образом в диапа­ зоне сантиметровых волн.

Основным достоинством диодного преобразователя частоты яв­ ляется меньший уровень собственных шумов по сравнению с односеточным преобразователем.

Простейшая схема диодного преобразователя частоты изобра­ жена на рис. 2.175. В этой схеме на входном контуре L{C\, на­ строенном на частоту сигнала, создается результирующее напря­ жение ис+-иг. Его амплитуда изменяется с частотой биений, рав-

1а

Рис. 2.175. Упрощенная схема диодного преобразова­ теля частоты и графическое изображение процесса де­ тектирования биений

ной разности частот колебаний сигнала и гетеродина. Результи­ рующее напряжение на контуре детектируется диодным детек­ тором.

Ток диода сострит из многочисленных переменных составляю­ щих, имеющих частоты tnfr±nfc (если fr>fc) или nfc±mfr (если fr<fc), где m/г — гармоники колебаний гетеродина, a nfc — гармо­ ники колебаний сигнала. Любой из переменных токов диода мо-

418