Вопрос 13. Преобразователи частоты с подавлением зеркального канала приёма
Операция преобразования сводится к осуществлению 2 процессов:
1) перемножение 2х переменных напряжений (принимаемого и от гетеродина)
2) выделение с помощью Ф колебаний комбинационной частоты, принятой за ПЧ
Перемножение осуществляется подачей колебаний в цепь, коэффициент передачи которой периодически меняется с f гетеродина.
Несмотря на требование линейности для осуществления преобразования в ПР-ле имеются нелинейные элементы (VT, VD). C целью упрощения и удешевления конструкции, но с ухудшением качества, иногда функции гетеродина и СМ совмещают.
uС= UС cos(ωCt + φC);
uСИМ= UСИМcos(ωCИМt + φCИМ);
uГ= UГ cos(ωГt + φГ);
Сигналы в смесителях преобразуется по формулам:
fПР1=fC-fГ; fПР2=fГ-fСИМ; fПР1≈ fПР2;
UС1= UС kПcos((ωC + ωГ)t + φC – (φГ + π/4));
UСИМ1= UСИМ kПcos((ωГ + ωСИМ)t - φCИМ + (φГ + π/4));
UС2= UС kПcos((ωC - ωГ)t + φC – (φГ - π/4));
UСИМ2= UСИМ kПcos((ωГ - ωСИМ)t - φCИМ + (φГ - π/4));
После фазовращателей:
U’С1= UС kПkФcos((ωC - ωГ)t + φC – φГ);
U’СИМ1= UСИМ kПkФcos((ωГ - ωСИМ)t - φCИМ + φГ + π/2);
U’С2= UС kПkФcos((ωC - ωГ)t + φC – φГ);
U’СИМ2= UСИМ kПkФcos((ωГ - ωСИМ)t - φCИМ + φГ - π/2);
Вх. сигнал, содержащий полезную и зеркальную составляющие, поступает на квадратурное устройство, расщепляющее его на 2 части, равные по величине и отличающиеся по фазе на 90o. Затем они подаются на 2 смесителя и после них суммируются в квадратурном устройстве, но уже на ПЧ. После сложения сигналов, зеркальные составляющие со смесителей вычитаются (так как происходит сложение сигналов различающихся на 180 градусов), а составляющие с полезным сигналом складываются.
Аналогично для fг>fс
Вопрос 14. Амплитудные детекторы
АД – устройство, на выходе которого создаётся напряжение в соответствии с законом модуляции амплитуды входного сигнала.
Если на входе АД действует uВХ, модулированное по амплитуде колебанием с частотой F, то график изменения этого напряжения во времени и его спектр имеют вид:
АМ сигнал:
S(t) = A(t)∙cos(ω0t+φ0),
А(t) = А0∙(1+m∙a(t)),
-1≤ a(t) ≤1 – модулир. функция.
Задача при приёме АМ сигнала: получение огибающей вх. Напряжения, при этом неизбежны искажения, которые не должны выходить за временные рамки.
2 способа выполнения АД:
1) основан на использовании параметрической цепи, осуществляющей перемножение модулированного сигнала на опорное колебание, имеющее вид: а(t)=a0cos(ω0t+φ0), тогда S(t)∙a(t)=A(t)∙[0.5+0.5cos2(ω0t+φ0)].
Частота 2ω0 удаляется фильтром, постоянная составляющая удаляется разделительным С→остаётся А0∙m∙a(t) – колебание, которое соответствует принятому сигналу – это синхронное детектирование.
Недостатки: наличие опорного колебания, которое должно с точностью до фазы совпадать с принятым сигналом.
2) использование нелинейной цепи.
Если эта цепь обладает квадратической хар-кой и позволяет получить:i=β∙S2(t), то в результате после АД:
i=β∙A2(t)∙[0.5+0.5cos2(ω0t+φ0)] → 2ω0 удаляется фильтром → i=0.5β∙A02∙[1+2m∙a(t)+m2∙a2(t)], m2∙a2(t)–НИ.
Амп. детектирование в НЦ осуществляется проще, чем синхронное → находит широкое применение.
Детектирование → выпрямление сигнала → на пост. времени фильтра накладываются условия.
Сигнал проходит на Rн и для его устранения исп. фильтр.
Эффективность детектирования характеризуется коэффициентом передачи:
Kд=Uвых/mUвх.
Такого рода АД могут оказать влияние на УПЧ за счёт ёмкости диодов.
Пост. сдвиг может компенсировать Сконтура, а изменение емкости в соответ. с изм. вх. сигнала приводит к паразит. АМ → что приводит к искажениям → для ↓влияния применяются диоды с малой С.
Последовательный и параллельный АД:
Транзисторный АД:
Балансный детектор:
«+»: Частота пульсаций в 2 раза↑ → ↓искажений.
Детекторы с удвоением напряжения:
При «+» полуволне VD1 – открыт, VD2 – закрыт и C1 заряжается до амплитудного значения вх. напряжения. В следующий период: VD1 – закрыт, VD2 – открыт → к С2 будет приложено напряжение Uвх и UС1 → Uвых будет в 2 раза ↑.
Детектор радиоимпульсов (схема послед. АД)
Время спада tсп=0.25Т, Т – длит. имп. Сн≥(9…10)Сд.