7. Призначення, принцип роботи кільцевого перетворювача частоти.
Перетворювачі частоти (модулятори) призначені для перетворення частоти коливань із зберіганням закону їх модуляції.
Перетворювачі частоти застосовуються у збуджувачах радіопередавальних пристроїв для перетворення коливань з проміжної частоти на високу частоту та в супергетеродинних приймачах для перетворення прийнятих коливань з високої частоти на проміжну.
До складу перетворювача частоти входять три елементи: змішувач, гетеродин та смуговий фільтр.
fc
fc
fгет
fc
- fгет
Смуговий
фільтр
Змішувач
fгет
Гетеродин
Змішувач є елементом із нелінійною передаточною вольт-амперною характеристикою.
Гетеродин – малопотужний автогенератор гармонічних коливань, частота яких fг відрізняється від частоти сигналу fс. При впливі на змішувач двох коливань різних частот у складі його струму з’являється безліч гармонік, частоти яких являють собою комбінації fc fгет.
Смуговим фільтром виділяються коливання одної з різницевих частот (fc - fгет) або (fc + fгет).
За принципом побудови розрізняють:
- прості перетворювачі (з одним нелінійним елементом);
- балансні перетворювачі (із двома нелінійними елементами);
- кільцеві перетворювачі (з чотирма нелінійними елементами, з’єднаними в замкнене коло - кільце).
Перевага балансного кільцевого модулятора перед іншими схемами модуляторів полягає в тому, що в його перетвореному спектрі міститися тільки різницеві і сумарні комбінаційні складові і не містяться частоти, які впливали б на нього.
Відсутність на виході кільцевого балансного модулятора низької (звукової) частоти можна пояснити таким чином.
Якщо в якийсь момент часу модулююча напруга звукової частоти має на верхній точці 1 вторинної обмотки трансформатора Т1 позитивний потенціал, а на нижній точці 3 - негативний, то ланцюг струму звукової частоти замкнеться через діоди 1-2. У другий напівперіод модулюючої напруги звукової частоти ланцюг струму замкнеться через діоди 3-4.
Таким чином, в обох випадках струм модулюючої звукової частоти не проходить по первинній обмотці трансформатора Т2, а отже, його немає і на виході модулятора.
Відсутність на виході кільцевого балансного модулятора коливань частоти fс пояснюється тим, що по первинних обмотках вихідного трансформатора Т2 електрорушійна сила з частотою fс наводиться не буде.
Коливання з виходу модулятора поступають на вхід смугового фільтру СФ. На виході цього фільтру виділяються коливання тільки нижньої бічної смуги частот, які і поступають на вхід модуляційного підсилювача передавача.
Вимоги до перетворювачів частоти:
1. На виході перетворювача повинно бути дві бокові смуги частот, обумовлені дією сигналу несучої частоти (W) та перетворюємих коливань ( W ). [w±W]
2. Потужність бокових смуг частот повинна бути якомога більшою.
3. Кількість побічних продуктів перетворення на виході ПЧ повинна бути якомога меншою, а їх амплітуда – значно меншою амплітуд основних БСЧ.
4. Схема перетворювача частоти повинна забезпечувати суттєве подавлення сигналу несучої частоти.