Приемно-передающие устройства радио­технических систем: Учебное пособие, страница 18

Крш — коэффициент передачи шумов гетеродина. Перечислим преимущества балансного преобразования часто­ты.

1. Благодаря фазовому подавлению шумов гетеродина коэф­фициент шума снижается на 2...5 дБ. Коэффициент шума БПЧ в диапазоне 5.-. 10 ГГц равен 7... 10 дБ.

2. На каждый из диодов БПЧ попадает лишь половина мощ­ности сигнала. Однако мощности    сигнала на промежуточной частоте, создаваемые отдельным диодами, суммируются, поэтому коэффициент передачи БПЧ такой же, как в простом преобразо­вателе частоты.

3. Повышается электрическая прочность преобразователя час тоты, так как просачивающаяся через устройство защиты приемни­ка мощность помех поступает на два диода.

4. При выходе одного диода из строя БПЧ остается работоспо­собным, однако уровень выходного сигнала падает примерно на 3 дБ, а коэффициент шума возрастает на 5...6 дБ.

5.  Потери принимаемого сигнала в цепи гетеродина незначи­тельны благодаря высокой (15...20 дБ) развязке мостовых схем.

6.  Подавление в балансной схеме четных гармоник гетеродина уменьшает уровень побочных продуктов  преобразования.

7. Балансные преобразователи частоты имеют вдвое больший амический диапазон и позволяют снизить мощность гетеродина просачивающуюся  из смесителя в тракт антенны.

2.3.4. Дополнительные каналы приема и способы их подавления

Наличие преобразователя частоты в составе приемного устрой­ства обуславливает появление дополнительных или так называ­емых паразитных каналов приема, по которым внутренние шумы и помехи различного происхождения могут попадать на оконечное устройство.

Дополнительные каналы приема могут быть комбинационными и  интермодуляционными.

Комбинационные каналы возникают за счет взаимодействия мешающего сигнала и его гармоник с напряжением гетеродина и его гармоник в соответствии с уравнением комбинационных час­тот

где

 —частота комбинационного дополнительного  канала,

 —частота гетеродина,

р, q — 1, 2,  3... целые числа.

На рис. 2.31 показано расположение каналов приема и АЧХ преселектора.

Видно, что каждой гармонике колебания гетеродина соответ­ствует два канала приема. Кроме того, существует канал прямого прохождения, не связанный с процессом преобразования частоты

Особенно опасным является зеркальный комбинационный дополнительный  канал

Это приводит к тому, что амплитудно-частотная характеристи­ка преобразователя частоты в широком диапазоне частот является многопиковой   (многорезонансной).

Мешающие сигналы, частоты которых соответствуют, ос­лабляются в приемнике за счет  частотной селекции (применение преселектора), а также за счет уменьшения коэффициента пере дачи на гармониках сигнала и гетеродина.

Примерная форма амплитудно-частотной характеристики преcелектора показана на рис. 2.31.

Преселектор создает преимущественное прохождение на вход преобразователя частоты полезного сигнала, подавляя при этом зеркальный и тем более другие дополнительные каналы.

Эффективность работы преселектора принято характеризовать коэффициентом подавления зеркального канала , определяе­мым отношением напряжений на выходе преселектора, соответст­вующих сигнальной и зеркальной  частотам.

Преселектор может ослабить мешающий сигнал, отличающий­ся по частоте на  от сигнальной ώ_с.

раз, если он состоит из п одинаковых резонансных систем с доб­ротностью Q_э.

Наличие комбинационных каналов приема следует учитывать при выборе величины первой промежуточной частоты . Ее необходимо выбирать так, чтобы в зоне малых расстроек преселек­тора от основного канала появилось возможно меньшее число комбинационных каналов.

Интермодуляционные дополнительные каналы приема возника­ют за счет взаимодействия напряжений нескольких мешающих сигналов и их гармоник с напряжением гетеродина и его гармоник в соответствии с соотношением

Где —половина ширины полосы пропускания преобразователя частоты;

 — целые числа.

Отличаясь механизмом возникновения, они приводят к тем же воздействиям на приемник, что и комбинационные дополнитель­ные каналы.

Для уменьшения влияния мешающих сигналов на частотах ин­термодуляционных дополнительных каналов следует повышать избирательность преселектора, уменьшать нелинейность характе­ристики смесителя, уменьшать в разумных пределах усиления в усилителе высокой частоты.

2.4.  Современные способы усиления и фильтрации сигнальных колебаний

Врадиоприемных устройствах усиление сигналов осуществля­ется в условиях высокой частоты и в усилителях промежуточ­ной  частоты.

Поскольку входные сигналы малы, то можно считать, что уси­лители работают в линейном режиме и поэтому можно использо­вать при их изучении и анализе теорию линейного каскада с пос­тоянными параметрами, рассмотренную в разделе 1.

Усилители высокой и промежуточной частот выполняют в при­емных устройствах специфические функции. Так, УВЧ обеспечивает, в основном, требуемую чувствительность и коэффициент шума, а УПЧ — основное усиление и избирательность приемника при допустимых искажениях сигнала. Поскольку особенности по строения транзисторных УВЧ рассмотрены в подразделе 2.2.1, го ниже будут рассмотрены вопросы построения резонансных усили­телей  промежуточной  частоты.

Резонансные усилители промежуточной частоты работают на фиксированных частотах и обеспечивают усиление сигнала до уровня, необходимого для эффективной работы детектора, и осу­ществляют основную частотную избирательность по отноше­нию к полезным сигналам. Требования неискаженного усиления и максимальной избирательности оказываются противоречивыми. Так, усиление с малыми искажениями формы (спектра) сигналов требует во всем динамическом диапазоне равномерного (одина­кового) усиления основных спектральных составляющих, в то время как согласованная фильтрация полезного сигнала на фоне шумов и других помех предполагает весовое спект­ральных составляющих. Поэтому функции усиления и избиратель­ности могут разделяться.