Преобразование частоты применяется, например, для создания лучших условий усиления сигнала. Под преобразованием частоты понимается изменение несущей частоты колебания без изменения характера модуляции.
Временные и спектральные диаграммы на входе и выходе преобразователя:
Новая несущая частота называется промежуточной. Чтобы сохранить характер спектра каждой составляющей fc ± F должна соответствовать fпч ± F.
Преобразование частоты можно выполнить при помощи нелинейного элемента или линейного с переменным параметром. Такой элемент называется смесителем. Структурная схема преобразователя:
Гетеродин – маломощный местный генератор. Смесителем могут быть эл. Лампы, полупроводниковые приборы, нелинейные емкости и индуктивности. Фильтр подавляет побочные продукты преобразования.
Упрощенная схема транзисторного преобразователя.
Рабочая
точка задается на квадратичном участке характеристики. I = a0 + a1U+a2U2.
Крутизна S = a1 + 2a2U, U=UC+UГ, UГ>>UC. При этом смеситель для UC является линейной цепью с переменной крутизной.
S(t) = S0 + Smcos(wГt), ток сигнала транзистора:
На выходе получается колебание с новой несущей частотой.
Коэффициент усиления
Sпр значительно меньше крутизны в режиме усиления. Для преобразования частоты используются также перемножители, кольцевые преобразователи.
Обобщенная схема АМ детектора:
В НЭ происходит преобразование спектра, ФНЧ выделяет нужную область спектра. ФНЧ обычно представляет собой RC-цепочку на сопротивлении R которой выделяется управляющий сигнал. Широко используется схема диодного детектора:
Это последовательный диодный детектор RнCн – фильтр НЧ.
Конденсатор должен заряжаться быстро, а разряжаться медленно, т.е должно выполняться соотношение RнСн=tразр>>tзар=RiпрСн , поэтому сопротивление R выбирается из условия: Riпр<<Rн<Riобр , где Riпр , Riобр – прямое и обратное сопротивления диода. Емкость конденсатора Сн выбирается из условий RнСн>>2p/w0 , RнСн<<2p/W.
При выполнении первого условия ВЧ напряжение на Rн выделяться не будет. При выполнении второго условия Uвых будет успевать следить за огибающей входного сигнала.
Амплитудная модуляция – это процесс управления амплитудой ВЧ колебания. Схема транзисторного модулятора напряжением смещения:
U0 – напряжение смещения, U1(t) = Um1cos(w0t) – модулирующее напряжение. Модулирующее напряжение может подаваться в коллекторную цепь. В рассмотренной схеме на базу действует напряжение Uб=U1+U2+U0 . Графики, поясняющие принцип действия:
Коллекторный ток представляет собой импульсы с разной высотой Imax и углом отсечки q. Напряжение на контуре, создается первой гармоникой тока iк1= Imк1cos(w0t), Uвых= iк1Rэр=Imк1Rэрcos(w0t). Изменение высоты и ширины импульсов тока под действием U2 приводит к изменению Imк1= Imк10(1+Mcos(Wt)) с частотой W , поэтому выходное напряжение получается модулированным по амплитуде. Спектральная диаграмма тока коллектора:
Основной характеристикой модулятора является статическая модуляционная характеристика. Статическая модуляционная характеристика – это зависимость амплитуды напряжения на контуре от напряжения смещения при заданной амплитуде входного напряжения ВЧ, т.е. Umк= f(U0). Амплитудная модуляция осуществляется без искажений, если статическая модуляционная характеристика – линейна. Реальная статическая модуляционная характеристика – нелинейна и имеет вид:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.