7. Преобразователи частоты ( пч )
Преобразователи частоты (ПЧ) предназначены для линейного переноса спектра сигнала по оси частот без искажения его спектрального состава.
Принцип преобразования частоты можно пояснить на простом примере:
x
После фильтра, настроенного на частоту (с - Г) на выходе будет только один сигнал.
- преобразование частоты может быть как вверх, так и вниз.
X - это преобразовательный элемент (смеситель), который перемножает два сигнала.
Таким образом, структурная схема ПЧ будет выглядеть следующим образом:
Здесь ПЭ – это преобразовательный элемент, а роль фильтра на выходе ПЧ выполняет УПЧ.
ПЧ должен обеспечивать: минимальное искажение закона модуляции входного сигнала, малый коэффициент шума, максимальное подавление паразитных сигналов, необходимый коэффициент усиления.
К гетеродину (Г) предъявляются следующие требования: Г должен обладать максимальной стабильностью частоты г (т.е. минимальный уход по частоте), стабильной амплитудой и необходимой мощностью: Uг >> Uc.
Фильтр ПЧ или контур УПЧ должны иметь резонансную частоту, соответствующую промежуточной частоте, т.е. к = п, а полоса должна быть шире полосы полезного сигнала, т.е. к > c.
Типы ПЧ:
1. ПЧ с линейным параметрическим элементом.
2. ПЧ с использованием нелинейного элемента.
Линейные ПЧ обычно строятся на базе транзисторов, а нелинейные - на базе диодов.
7.1. Работа пч в линейном режиме
Принцип работы ПЧ поясняется ниже:
(2) .
Подставим во второе выражение (1), а выбирая n можно получить то или иное значение промежуточной частоты.
7.1.1. Структурная схема пч
Zc - внутреннее сопротивление.
ВАХ ПЭ – нелинейная характеристика
S - крутизна (tg угла наклона ВАХ);
Фильтр – имеет прямоугольную АЧХ;
{
,
,
1) , - крутизна прямого преобразования, где Snn - крутизна n-ой гармоники.
2) Uc = 0= - выходная проводимость преобразователя (внутренняя).
3) Uп = 0= - входная проводимость преобразователя.
4) Uc = 0= - крутизна обратного преобразования (обратная проводимость).
7.1.2. Параметры преобразователя частоты
1) - коэффициент прямого преобразования,
где Zнэ = Zн||Zin, Zin = 1/Gi , где Gi – выходная проводимость
2) - коэффициент обратного преобразования,
где Zсэ =Zс||Zвх, Zв х= 1/Gвх .
3) ,
7.1.3. Помехи пч
Типы помех:
Эта помеха устраняется соответствующим выбором АЧХ преселектора ПРМ (ПРС).
2) помеха по каналу прямого прохождения.
Эта помеха, представляет собой сигнал (паразитный или информативный) на промежуточной частоте. Первый метод борьбы – ставится режекторный фильтр на входе приемника (например, во ВЦ), настроенный на ПЧ.
Второй метод борьбы - запретить использование частот, которые являются промежуточными частотами для большого класса приемников (вещательные, TV).
Избирательности по этому виду помех добиваются обеспечением необходимой избирательности УПЧ или запрещают вещать станции на этой частоте.