Работа в точке Q=120 целесообразна только для измерительных приемников, где крутизна не зависит от гетеродина, а, следовательно, не меняется и коэфф. передачи – высока его стабильность.
7.4 Коэффициент преобразования и коэффициент шума ПЧ на транзисторах
Для получения коэффициента преобразования сравним проводимости в режиме усиления и режиме преобразования. Приближенно можно считать, что (6). Входные и выходные емкости электронного элемента в режиме усиления и преобразования примерно одинаковы.
Y11 и Y21 – параметры транзистора в режиме усиления на частоте сигнала.
Y12 и Y22 – параметры транзистора в режиме усиления на промежуточной частоте.
Для транзисторного усилителя Y12~0, тогда (7).
Тогда коэффициенты преобразования можно определить как:
–для преобразователя с одиночным контуром (1),
– для ПЧ со связанными контурами (2),
– для ПЧ с ФСС (3), где РО – характеристическое сопротивление ФСС, а Кф – коэффициент преобразования ФСС.
Оптимальное значение Uг для транзисторных ПЧ – 50…200мВ.
Шумы транзисторных ПЧ.
Источники шума:
1.Шумы нелинейого элемента, используемого в качестве ПЧ.
2.Шумы во вх. и вых. Цепях.
3.Шумы преобразовательного элемента на F зк.
4.Шумы преобазов. Элемента на F прямого канала.
5.Шумы собственно гетеродина.
Поэтому Nпч > Nу (усилителя), выполненных на одном и том же транзисторе.
1.Механизм воздействия на N шумов преобразовательного элемента на частотах побочных каналов показан на рис.7.17.
Рис.7.17.
2.Механизм воздействия шумов гетеродина на N. А). Колебания гетеродина имеют паразитную фазовую и амплитудную модуляцию, в основном из–за источника питания.,б). гармоники гетеродина, отстоящие от Fг на Fпр преобразуются в Fпр и создают дополнительный источник шума, особенно если крутизна обратного преобразования велика.
Коэфф. шума преобразователя (4), а известно, что Nу~2Nтранз., тогда Nп~4Nтранз.
7.5.Искажения сигналов в ПЧ
7.5.1. Дополнительные каналы приема
1 случай – Uс мало – гармоники сигнала не образуются, а образуются только гармоники гетеродина. Тогда частотная характеристика на выходе ПЧ имеет вид рис.7.18 (если не приняты меры к подавлению ненужных частот). А частоты находятся по формуле (5).
Рис.7.18.
Тогда коэфф. передачи прямого прохождения Ко=(6) (при условии р1=р2=1, а потери g=0). Т.е. это максимальный Ко. Определяется постоянной составляющей крутизны в рабоч. Точке. G22(0) – пост. Соствл. Выходной проводимости.
Для подавления помехи по прямому каналу: фильтр пробка на этой чатсоте), так как она постоянна, применяют балансную схему по сигналу, относят fпр<<fс.
Аналогично, коэфф. передачи на 1–й гармонике К1=(1). G21(1) – проводимость по 1–ой гармонике преобразовательного элемента. Это ЗК. Для подавления: увеличивать fпр(относ ЗК), усложнять преселектор.
Аналогично, коэф. передачи на 2–й гармонике К2=(2).
С увеличением номера гармоники К передачи падает. В балансных схемах четные гармоники отсутствуют.
2–й случай – Uc велико, т.е. образуются гармоники и по сигналу. Тогда побочные каналы по формуле(3). Особенно опасен полузеркальный канал при n=m=2. fпзк=(4). Спасает то, что это на вторых гармониках, поэтому. Чтобы уменьшить вероятность появления – надо снижать усиление в преселекторе и соблюдать Uс мало.
7.5.2 Комбинационные и интерференционные искажения при супергетеродинном приеме
Комбинационные искажения или свисты – возникают из комбинаций частот близких как к гетеродину, так и к сигналу. В результате появляется частота близкая к fпр и попадает в полосу. Пример:(5), т.е. колебание отличается от fпр на 1 кГц (с частотой 501кГц) и попадает в полосу и будут слышны комбинационные свисты.
Эту помеху нельзя подавить повышением избирательности, так как до ПЧ её нет – это сам сигнал. Борьба – грамотный выбор частотообразования (специальные таблицы).
Интерференционные искажения или свисты – возникают из–за биений частот двух мешающих станций. Пример: (6). Т.е. главная особенность – частота свиста не зависит от частоты настройки приемника. Борьба – сужение полосы преселектора и крутые скаты его АЧХ.
7.5.3 Выбор величины промежуточной частоты
Нужен КОМПРОМИСС!!! Так как промеж. Частота влияет на все каскады приемника.
Правила выбора:
1. Fпр должна быть вне диапазона рабочих частот приемника, а также не должна быть близкой к част. Мощных близких радиостанций.
2. Fпр должна быть большой, чтобы обеспечить заданное ослабление ЗК. – требования к нижнему пределу fпр.
3. fпр должна быть мала, чтобы обеспечить необходимую полосу пропускания УПЧ и требуемое ослабление соседнего канала. Также на малой fпр проще получить устойч. Коэф. усиления. – Это требование – к верхнему пределу fпр.
4. Для обеспечения необходимой фильтрации fпр на выходе детектора необходимо (7), где Fмод макс – максимальная модулирующая частота. Важно для импульсных приемников.
5. Для приемников импульсных сигналов также (1) – для неискаженной передачи фронта сигнала.
6. fпр должна совпадать с серийно выпускаемыми фильтрами.
Часто эти требования взаимно исключающие. Тогда – перестроить преселектор или применить многократное преобразование (двойное –тройное).
Рис.7.19.
Если ПЧ с двойным преобразованием, то fпч1 – должна быть большой, чтобы подавить fзк, а fпр2 – достаточно малой, чтобы обеспечить необходимую полосу УПЧ и требуемое подавление соседнего канала. Недостаток: появление ЗК второго преобразования, частота которого отстоит от сигнала на 2fпч2, т.е. расстройка мала и преселектор не в состоянии подавить помеху с такой частотой – задача подавления лежит на фильтре УПЧ1. Других проблем нет.
Другой способ борьбы с побочными каналами – применение инфрадинного приемника. При этом fпр>=2fс макс. Тогда для n>=2 все побочные каналы приема лежат за пределами рабочего диапазона. Тогда преселектор – это неперестраиваемый ФНЧ.
Недостаток: в широкой полосе ФНЧ может оказаться большая суммарная мощность помехи, приводящая к перегрузке УРЧ и возникновению нелинейных эффектов. То есть инфрадинные приемники имеют УРЧ с большим динамическим диапазоном.
7.6 Особенности гетеродинов ПЧ
Спецефические требования:
1. Г. должен обеспечивать необходимый уровень U или Р колебаний, чтобы получить требуемый Кпч.
2. Г. должен обеспечивать постоянство этого уровня при воздействии дестабилизирующих факторов.
3. Г. должен обеспечивать требуемую стабильность fг при возд. Дестабилизир. Факторов.
4. Г. должен обеспеч. Требуемую форму колебаний – чаще всего это моногармоническая с мин. Содержанием гармоник. (иногда в СВЧ диапазоне делают меандр. Т.к. ПЧ работает в ключевом режиме, но это резко повышает требования к преселектору).
5. Г. должен иметь малый уровень собственных шумов.
6. Г. должен обеспечивать заданный коэффициент перекрытия по диапазону, чтобы выполнять 1–5 во всем рабочем диапазоне.
7. Г. должен обеспечивать устойчивость работы.
Частоты при В и Н преобразованиях показаны на рис.7.20.
Рис.7.20.
Н преобразование по большинству параметров предпочтительнее, т.к. fг на 2fпч меньше, чем при верхней настр.; обеспечивается несколько большее подавление ЗК (5..6дБ), т.к. верхний скат АЧХ преселектора более пологий; спектр сигнала не инвертируется.
При В преобразовании – более легкое обеспечение сопряжения настройки преселектора и гетеродина, т.к. требуется меньший коэф. перекр. По диапазону.
Кпдс=(1), Кпдг=(1).
При В. Н. (2). При Н.Н. (3).
Приемники с плавной настройкой используют В.Н.
В остальных – НН. Чем > Кпдс, тем меньше количество диапазонов. Чем < fг, тем легче реализовать Г.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.