19.Назначение, основные требования и классификация преобразователей частоты. Балансный преобразователь частоты на базе дифференциального каскада.

Преобразователь частоты предназначен для переноса спектра сигнала из одной области частот в другую без изменения закона модуляции.

Преобразователь частоты состоит из преобразующего элемента (ПЭ), источника вспомогательных колебаний (гетеродина) с частотой и фильтра, выделяющего полезный продукт преобразования на частоте .

При действии на входе ПЭ колебаний с частотами и в выходном токе ПЭ образуются комбинационные составляющие вида

.

В преобразователях частоты УПОРС , поэтому преобразователь частоты является линейным четырехполюсником по отношению к входному сигналу.

При преобразование называется простым, при - комбинационным.

При имеет место преобразование без инверсии спектра, при с инверсией спектра (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1- Преобразование частоты с инверсией спектра

Основным параметром, характеризующим эффективность процесса преобразования, является коэффициент передачи преобразователя, под которым понимают отношение амплитуды выходного напряжения промежуточной частоты к амплитуде напряжения входного сигнала U_c

.

Требования к ПЧ:

1. Максимальный коэффициент передачи,

2. Линейность по отношению к преобразуемому сигналу,

3. Минимальный уровень побочных каналов приема.

4. Минимальный коэффициент шума,

5. Минимальная связь между резонансными цепями сигнала и гетеродина.

Классификация ПЧ:

• по типу ПЭ

1. ПЧ на невзаимном безынерционном ПЭ (транзисторные, интегральные),

2. ПЧ на взаимном безынерционном ПЭ (резистивный диодный, на туннельном диоде),

3. Емкостные ПЧ.

• по способу получения колебаний гетеродина

1.С отдельным гетеродином,

2. С совмещенным гетеродином.

• по способу управления выходным током ПЭ

1.С двойным управлением,

2.С одинарным управлением.

Балансный преобразователь частоты на трехтранзисторном

дифференциальном каскаде

На рисунке 4.1 приведена принципиальная схема балансного преобразователя частоты на базе трехтранзисторного дифференциального каскада с отдельным гетеродином, который на схеме не показан.

Рисунок 4.1- Балансный преобразователь частоты на трехтранзисторном

дифференциальном каскаде

Напряжение гетеродина поступает в цепь базы транзистора V3 и изменяет коллекторный ток этого транзистора с частотой гетеродина. Напряжение сигнала действует между базами транзисторов V1 и V2 и управляет перераспределением коллекторного тока V3 между транзисторами V1 и V2. Поскольку ток, изменяющийся с частотой гетеродина перераспределяется с частотой сигнала, то в коллекторных цепях транзисторов V1 и V2 появляются составляющие тока промежуточной частоты. Так как напряжения сигнала прикладываются к базам V1 и V2 в противофазе, то составляющие коллекторных токов этих транзисторов также находятся в противофазе, но равны по абсолютной величине. В результате ток промежуточной частоты обтекает контур L C, настроенный на промежуточную частоту, и создает на нем падение напряжения промежуточной частоты, которое через катушку связи L_c поступает на полосовой фильтр (ПФ) прмежуточной частоты для дальнейшей фильтрации. Элементы цепей постоянного тока аналогичны цепям резонансного усилителя на трехтранзисторном дифференциальном каскаде.