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

Напряжение сигнала

?мод

Напряжение гетеродина

Рис. 2.187. Графическое изображение процесса понижения ча­ стоты сигнала в односеточном преобразователе частоты при приеме AM колебаний

430

Двухсеточное преобразование частоты в приемниках связи осу­ ществляется на пентодах и многосеточных лампах. Пример схемы двухсеточного преобразователя частоты на пентоде изображен на

Рис. 2.189. Схема двухсеточного преобразователя частоты на пентоде

рис. 2.189. Воспользуемся этой схемой для объяснения основных принципов двухсеточного преобразования.

На первую (сигнальную — управляющую) сетку лампы подает­ ся переменное напряжение сигнала «с , имеющее частоту /с , и по­

гетеродина иг, имеющее частоту /г , и постоянное отрицательное сме­ щение Egz. На экранирующей сетке напряжение постоянное, и на изменения анодного тока она не оказывает влияния. Эта сетка служит экраном между сигнальной и гетеродинной сетками.

•49?

Анодный ток лампы пульсирует как с частотой сигнала, так

нелинейности динамической характеристики лампы), то в анодной цепи можно выделить напряжение частоты биений. Для этого контуры полосового фильтра настроены на разностную частоту. Покажем, что в составе анодного тока пентода действительно имеется переменная составляющая разностной (промежуточной) частоты.

стка сеточной характеристики пентода не остается постоянной, а изменяется с частотой гетеродина под воздействием напряжения, приложенного к третьей сетке. Сказанное поясняется рис. 2.190,

(при неизменной величине напряжения E g \ ) . У большинства пен­ тодов крутизна сеточной характеристики под воздействием гете­ родинного напряжения, приложенного к третьей сетке, изменяется в некоторых пределах по линейному закону. Графически это пока­ зано на рис. 2.191. Поэтому мгновенное значение крутизны харак-

433

то мгновенные значения анодного тока будут определяться вы­ ражением

— - y SA c cos (u>r - f a>c) /.

Отсюда видно, что в анодном токе смесительной лампы содер­ жится переменная составляющая разностной (промежуточной) частоты. Ее мгновенное значение равно

на промежуточную частоту, а связь между ними критическая, то на выходе преобразователя частоты создается переменное напря­ жение

дит пропорциональное изменение амплитуды напряжения проме­ жуточной частоты. Если же производится прием ЧМ колебаний и по закону полезных сигналов изменяется частота шс, то промежу­ точная частота приемника изменяется в тех же пределах, но около нового среднего значения. Следовательно, в процессе преобразо-

434

вания частоты закон модуляции преобразуемых колебаний со­ храняется неизменным. Амплитуда напряжения промежуточной частоты, действующего на выходе, разбираемой схемы, равна

Откуда коэффициент передачи двухсеточного преобразователя частоты с нагрузкой из двух связанных контуров при критической связи равен

В двухсеточном преобразователе частоты на пентоде требуется отдельная лампа для гетеродина. Этот недостаток устраняется, если преобразователь частоты выполнить на пятисеточной лампе (гептоде). Одна из схем преобразователя частоты на гептоде изо­ бражена на рис. 2.192. В этой схеме лампа выполняет две функ­ ции: гетеродина и смесителя. Напряжение сигнала подается на третью сетку, и поэтому она называется сигнальной сеткой. Вто­ рая сетка (точнее, двойная экранная сетка) используется в каче­ стве анода гетеродина, собранного по трехточечной схеме с авто­ трансформаторной обратной связью. Первая сетка лампы является управляющей сеткой гетеродина и называется гетеродинной сеткой.

Работа преобразователя частоты на гептоде не отличается от работы преобразователя на пентоде. Под воздействием напряже­ ния гетеродина происходит качание характеристики с частотой fT, а под воздействием напряжения сигнала рабочая точка на харак­

435

Общим недостатком всех преобразователей частоты на много­ сеточных лампах является высокий уровень внутренних шумов. Поэтому применять их можно только при значительной величине входного сигнала.

•0

Т р а н з и с т о р н ы е п р е о б р а з о в а т е л и ч а с т о т ы

Транзисторные преобразователи частоты (ТПЧ) аналогичны ламповым. Они бывают с внешним (отдельным) гетеродином или с внутренним (совмещенным) гетеродином. Вариантов схем ТПЧ существует очань много, но основные особенности таких .преоб­ разователей можно пояснить на двух простейших примерах.

а гетеродина в цепь эмиттера. Между собой Напряжения ис и иг включены последовательно. Суммарное напряжение ис + иг при­ ложено к эмиттерному переходу транзистора. Транзистор рабо­ тает в режиме коллекторного детектирования. Такой режим обес­

Поскольку режим транзистора нелинейный, то в составе его коллекторного тока имеется переменная составляющая разност­ ной (частоты. Ее амплитуда пропорциональна крутизне преобра­ зования. В зависимости от исходного режима смесителя и ампли-

4 3 6

туды напряжения гетеродина крутизна преобразования может со­

Р и с . 2.194. В а р и а н т у п р о щ е н н о й с х е м ы Т П Ч с о т д е л ь н ы м г е т е р о ­ д и н о м

Если связь между контурами полосового фильтра (ПФ) кри­ тическая, то коэффициент передачи преобразователя можно опре­ делить по формуле

дующего транзистора.

Схема гетеродина на рис. 2.194 не раскрыта. Она может быть любой. Очевидно, что гетеродин выполнен на транзисторе. Не­ полное включение контура гетеродина в эмиттерную цепь смеси­

в режиме колебаний второго рода с углом отсечки коллекторного тока около 90°. Оптимальная амплитуда выходного напряжения гетеродина U N I R обычно 50—150 мв. Увеличение напряжения гете­ родина сопровождается уменьшением входного и выходного со-

437

Рис. 2 . 195 . Вариант упрощенной схемы Т П Ч с совмещенным гетеро­ дином

контура в цепь коллектора. На практике так бывает сравнитель­ но часто.

Рис. 2 . 196 . Эквивалентная схема гетеродина в Т П Ч , изобра­ женном на рис. 2.195

зисторе, что и смеситель. Это возможно потому, что в составе кол­ лекторного тока смесительного транзистора есть переменная со­ ставляющая промежуточной частоты и переменная составляю­ щая гетеродинной частоты.

438