Экспериментальное исследование основных свойств преобразователей частоты на полевых транзисторах и интегральных микросхемах, страница 4

Наибольшую опасность представляют так называемые зеркальный (или симметричный) канал и канал прямого прохождения.

Частота зеркального канала f_з отличается от частоты основного f_с на  (рис. 9) :                 f_з = f_с + 2f_пр  .

Этот канал образуется при n = 1  и m = 1  и расположен зеркально (симметрично) относительно частоты гетеродина. Преобразование по этому каналу происходит с тем же коэффициентом преобразования, что и по основному.

Рис. 9

Канал прямого прохождения (m = 1, n = 0) возникает, когда на вход приемника попадает мешающий сигнал, частота которого равна промежуточной частоте f_пр приемника. При этом смеситель работает в режиме усиления этого побочного канала.

Для уменьшения действия помех по побочным каналам необходимо до входа преобразователя ослабить сигналы, частоты которых совпадают с частотами побочных каналов приема. С этой целью между антенной и преобразователем частоты ставится преселектор, содержащий входную цепь и усилитель радиочастоты (УРЧ). Частотная характеристика преселектора показана на рис. 9 пунктиром. Для увеличения избирательности по зеркальному каналу следует увеличивать число колебательных контуров в преселекторе, увеличивать их добротность, а также повышать величину промежуточной частоты.

Кроме этих двух наиболее опасных каналов приема существует множество других побочных каналов, образованных гармониками сигнала и гетеродина.

Побочные каналы, образованные гармониками гетеродина (n = 2, 3 …), возникают в трех случаях:

а) гетеродин вырабатывает немонохроматическое напряжение;

б) крутизна смесителя нелинейно зависит от управляющего напряжения;

в) при работе с отсечкой по крутизне.

В соответствии с формулой (4) эти побочные каналы располагаются симметрично относительно 2f_г, 3f_г (рис. 10).

Причинами появления побочных каналов приема, образованных гармониками мешающих станций (m = 2, 3…), могут быть:

а) наличие нелинейных элементов в преселекторе (УРЧ, варикапы и т.п.);

б) значительный уровень мешающих сигналов на входе смесителя, при котором смеситель уже нельзя считать линейным. Частоты этих мешающих сигналов могут быть найдены по формуле (4).

Рис. 10

При действии на входе приемника двух мешающих сигналов могут возникнуть побочные каналы приема, разность (или сумма) частот которых, или их гармоник, равна промежуточной частоте

,   где р, q = 1, 2, 3… – целые числа, f_м1, f_м2 – частоты мешающих станций.

Такие побочные каналы называются интермодуляционными. Они могут возникнуть на нелинейностях как смесителя, так и преселектора.

Интенсивность дополнительных каналов приема зависит от режима работы смесителя (с отсечкой или без отсечки), величины гетеродинного напряжения U_mг и степени нелинейности проходной характеристики активного элемента смесителя.

Наличие дополнительных каналов приема приводит к появлению на выходе приемника сигналов мешающих станций. Другим проявлением этих каналов являются комбинационные и интерференционные свисты, сопровождающие программу принимаемой радиостанции.

2. Пояснения к работе. Экспериментальное определение

статической крутизны

Методика выбора режима работы однозатворного и двухзатворного преобразователей частоты и определение их крутизны преобразования графоаналитическим методом достаточно полно описаны в разделе 1 (краткие теоретические сведения).

Однако следует отметить, что определение статической крутизны по проходным вольт-амперным характеристикам графоаналитическим способом сопряжено с достаточно большими погрешностями. Поэтому в работе предлагается определить статическую крутизну также экспериментально. Для этого преобразователь частоты включается в  режим усиления: гетеродин выключен (переключатель П2 в положении «Выкл»), на вход подается напряжение входного сигнала U_C = 10 мВ  с частотой   f_пр = 465±10 кГц (точное значение промежуточной частоты f′_пр определяется путем настройки в резонанс, записывается и используется в дальнейшем).

Коэффициент усиления и крутизна связаны соотношением

,                                     (5)

где R_э – известное (указано в таблице) эквивалентное сопротивление нагрузки (контура).

Установив напряжение на затворе Е_зи и измерив соответствующее ему U_вых, из (5) определим значение крутизны S, соответствующее установленному в данный момент Е_зи. Изменяя  напряжение Е_зи , можно снять зависимость S = φ(E_зи).