Материал: Радиоприемные устройства учебник.

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

При п = 2 и ш

= 1 преобразование обусловлено 2-й гармоникой ча­

стоты гетеродина и / =

2/г ± / п, откуда / С1 = 2/г—/ п, /с2 = 2/г +

+ /п и Лпчг =

Опч2/?э/2.

Так как напряжение гармоник частоты ге­

теродина приблизительно обратно пропорционально номеру гармоники, а перед преобразователем включают избирательную систему, то прак­

тически следует учитывать лишь дополнительные каналы, получаемые при п ^ 2 и /л = 1,

Из частотной характеристики преобразователя (рис. 7.10) видно, что частоты каналов приема попарно и симметрично расположены от­ носительно частоты гетеродина и ее гармоник, за исключением часто­

ты прямого канала,

равной / п. При

простом преобразовании полез­

ным является канал

на частоте / с =

/г—/ п, а при комбинационном

преобразовании — на частоте / С1 =

nfr— f n или / с2 = nfr -f / ц.

Наличие дополнительных каналов приема ухудшает избиратель­ ность супергетеродинного приемника. Наиболее опасны дополнитель­ ные каналы приема, частоты которых наиболее близко расположены к частоте основного канала. Этими дополнительными каналами явля­ ются: канал прямого прохождения и зеркальный канал. Частота пря­ мого канала равна / пк = / п и поэтому для данного приемника она по­ стоянна. Частота зеркального канала изменяется при перестройке приемника.

Дополнительные каналы приема, обусловленные гармониками сигнала и гетеродина, удалены по частоте от основного канала и уси­ ление преобразователя на частотах этих каналов мало. Поэтому этими дополнительными каналами практически пренебрегают. Для исклю­ чения прямого канала промежуточную частоту выбирают за предела­ ми диапазона приемника и на его входе иногда включают фильтр, настроенный на промежуточную частоту [2, 4, 6]. Ослабить прием по прямому, зеркальному и другим дополнительным каналам можно с помощью преселектора (радиочастотного тракта, состоящего из вход­ ной цепи и УРЧ), частотная характеристика которого приведена на рис. 7.10, а также соответствующим выбором режима преобразователя (уменьшением апмплитуд гармоник гетеродина). При простом преобра­ зовании режим преобразователя выбирают таким, при котором гар­ моники крутизны преобразователя минимальны, а при комбинацион­ ном преобразовании — все гармоники крутизны преобразования ми­ нимальны, кроме требуемой.

233

С улучшением формы частотной характеристики преселектора повышается избирательность по дополнительным каналам приема. Наиболее опасным является зеркальный канал приема, влияние ко­ торого ослабляют, улучшая форму частотной характеристики радио­ частотного тракта.

Вприемниках метровых и более коротких волн необходимо по­ давлять прием по дополнительным каналам даже при отсутствии радиостанций, работающих на частотах этих каналов. Это необхо­ димо для улучшения собственного шума приемника, так как шум антенны имеет спектр до / = 108МГц 18].

7.5.Собственный шум ламповых и транзисторных преобразователей частоты. Коэффициент шума

Вламповом преобразовательном каскаде действуют те же источни­ ки шума, что и в усилительном каскаде. Найдем шумовое сопротивле­ ние триода в режиме прямого преобразования. Шумовое сопротивле­

ние триода в режиме усиления согласно формуле (3.49) равно R m =

= 2,5/5. Усредненный

квадрат шумового напряжения

в цепи

сетки

(рис. 7.11, а) равен

 

 

 

 

Ш = 4/бГ0Г1ш/?ш = 4&7’0Пш2,5/5.

 

 

Представим

шум

триода генератором тока в

анодной

цепи

(рис. 7.11, б).

Усредненный квадрат его шумового тока равен

 

~И = 77ЕS2 = 4£Г0ПШ(2,55).

В режиме преобразования частоты крутизна меняется под дей­ ствием напряжения гетеродина Uc, поэтому в последнее выражение

Рис. 7.11

вместо 5 нужно подставить среднее значение крутизны 50 и тогда

/ ш = 4&7,0ПШ(2,550). Усредненный квадрат шумового

напряжения,

пересчитанный_в цепь сетки преобразователя, равен

— 4kT0 X

ХПшДшП, = P J S U =

4^Г0Пщ2,550/5п„

 

откуда

Яш п ч = 2,550/5пч.

(7.32)

236

Выражая 50 и 5 ПЧ через SMai!C и коэффициент разложения ряда Фурье

«о (0) и ап (в),

где 0 — угол отсечки крутизны, получаем

 

Яш пч — 2,5

^макс ао(0)

(7.33)

 

[^мако «п (0)/2]2

 

 

 

Минимальным

значение шумового

сопротивления

получается при

0 = 90°, что соответствует а0 (90°) =

0,3 и ап (90°) =

0,5, и оно равно

 

R Ш ПЧ = 12/5макс*

(7.34)

При комбинационном преобразовании для п — 2 максимальная крутизна преобразования и минимальное значение шумового сопро­ тивления получаются при 0 = 60°.

На основании выражения (3.50) можно определить шумовое со­ противление пентода в режиме преобразования как

/

2,5S0

20/,, \

Ja

 

 

 

(7.35)

\

^ п ч

5 п Ч /

/ а + /д

Шумовое сопротивление многосеточной преобразовательной лампы

равно

 

 

Яшпч = 20-

5, /я

(7.36)

^пч (/а + /д)

Входная проводимость преобразователя зависит от угла

отсечки,

т. е. Овхпч = GBX0 = ^скИо (6)- Подставляя сюда значение

gCKсоглас­

но выражению (3.34), получаем

 

Свх = af2a0 (0).

(7.37)

Шум преобразователей увеличивается из-за наличия зеркального канала приема. Если избирательность преселектора по зеркальному

каналу 5езк ^ 3,

то,

как показывают расчеты,

шум,

обусловленный

этим каналом, можно не учитывать.

как

и коэффициент

Коэффициент

шума

преобразователя, так же

шума усилителя, зависит от ^ шп,, и пересчитанной проводимости ис­

точника сигнала g'c — m2g c и определяется по формуле (3.64),

как и

для усилителя. В преобразователе всегда /?ШпчСВхпч > 1,

т.

е.

пре­

обладает шум лампы, поэтому минимальный коэффициент

шума,

по­

лучаемый при согласовании входа преобразователя с источником сиг­ нала, определяется по формуле (3.65). Коэффициент шума зависит от выбора угла отсечки 0, так как при этом изменяется произведение

7?шпчОвхпчТриодные преобразователи обладают значительно меньшим коэф­

фициентом шума, чем пентодные, из-за меньшей величины шумового сопротивления.

В преобразователях, имеющих обратное преобразование, выход­ ной ток, протекая через входную цепь, создает напряжение шума как на выходе, так и на входе преобразователя. Спектр шумового тока не­ линейного элемента в диапазоне частот, в котором работает преобра­ зователь, является равномерным. Составляющие шумового спектра

. 237

на частотах, близких к промежуточной, создают шумовое напряжение на выходном контуре, настроенном на / п. Составляющие шумового спектра на частотах, близких к частоте сигнала, создают шумовое напряжение на входном контуре, настроенном на частоту / с. После преобразования они создают шумовое напряжение на выходном кон­ туре на частотах, близких к промежуточной, в его полосе пропуска­ ния. Из-за наличия зеркального и других дополнительных каналов приема появляются на выходном контуре напряжения шума. Следова­ тельно, шумовое напряжение на выходном контуре складывается из ряда составляющих.

Анализ коэффициента шума преобразователя с обратным пре­ образованием проведен Л. С. Гуткиным [1, 2]. Показано, что коэф­ фициент шума преобразователя с обратным преобразованием больше, чем у преобразователя -без обратного преобразования.

Анализ шума транзисторного преобразователя весьма сложен 15]. Коэффициент шума транзисторного преобразователя зависит от ве­ личины амплитуды напряжения гетеродина на базе и имеет мини­

мальное значение при 0 Г = 70 -f- 80мВ.

При этом коэффициент шу­

ма транзистора в режиме преобразования

в 1,5—2 раза больше, чем

в усилительном режиме (3.65), (3.69).

 

7.6. Свисты в преобразователях

При простом преобразовании полезный сигнал преобразуется в колебание промежуточной частоты / п = /г—/ с.Этот же полезный сиг­ нал или какой-либо мешающий сигнал из-за нелинейности вольт-ам- перной характеристики преобразователя может быть преобразован на выходе в комбинационные составляющие. С учетом нелинейной ха­ рактеристики преобразователя для напряжения сигнала U0 эти сос­ тавляющие будут иметь частоту

 

 

 

/к =

I nfг

± mfc (.

(7.38)

Если / к «

/ п, то комбинационный сигнал усиливается УПЧ и подает­

ся на вход детектора.

На вход детектора поступает сумма сигналов

с частотами / п и / к.

Их биения будут продетектированы и вызовут на

выходе приемника колебания

с разностной частотой

Ак = | / п — /„ |,

которые проявятся

в

виде дополнительного выходного напряжения

с частотой

а при

наличии

громкоговорителя — в виде свиста.

Характерная особенность таких комбинационных свистов заключает­ ся в зависимости их частоты от частоты гетеродина, т. е. от изменения настройки приемника.

Найдем частоты настройки приемника [2,7, 10], вблизи которых могут появиться свисты. Свисты появляются при / п w f к. Подставляя /г = /с ± /п в выражение (7.38) и решая его относительно опасных частот настройки приемника, вблизи которых возможны свисты, получаем_

/с опасн ~ /п i \ ) ! { п z—_/?).] (7.39)

238

Наиболее опасны комбинационные колебания, соответствующие ма­ лым значениям т и п, так как с увеличением номера гармоники умень­ шается нх амплитуда напряжения.

Приведем несколько значений т и п, соответствующих частотам, на которых свисты наиболее интенсивны:

/

(7.40)

/

/

 

 

Приведем

пример

образования комбинационного

свиста.

Промежуточная

частота /„ =

 

500 кГц.

Частота полезного сигнала /е =

1001 кГц. Для приема

этого сигнала

гетеродин

надо

настроить

на частоту f r =

fc + fn

=

1001 -f- 500 =

=

1501 кГц. Этот же сигнал при той же настройке гетеродина может создать на

выходе преобразователя

комбинационное колебание при т =

2 и

п =

1 с час­

тотой /к = 2/с—/г =

2 •

1001 —

1501 =

501

кГц. Эта

комбинационная частота

близка к f n ,

поэтому напряжение

этой

частоты усиливается

УПЧ и подается

на детектор.

Колебания с частотами /п и /к создают на входе детектора биения,

которые детектируются,

я на его выходе получается колебание с частотой FK =

=

/к —f a =

501—500 =

1 кГц, которое

при

наличии

громкоговорителя будет

прослушиваться как

свист.

При

изменении

настройки приемника

изменяет­

ся частота гетеродина />, что будет изменять комбинационную частоту, а следо­ вательно, и частоту комбинационного свиста.

При пг =

1 и п — 0 имеет место прямое прохождение мешающего

сигнала с частотой

/сопасп «

/ п, а при т = 2 и п — 0 — прямое про­

хождение второй

гармоники

мешающего сигнала частоты

/С0Ш)СН =

/ (]/2. Так как

частоты этих

колебаний близки к / п, то на

входе де­

тектора окажутся два колебания с близкими частотами, в результате чего на выходе приемника будет прослушиваться свист.

Уменьшить интенсивность свистов, повышая избирательность при­ емника невозможно из-за того, что до преобразователя свист вызывает полезный сигнал, а после преобразователя f K« f a и она попадает в полосу пропускания УПЧ. Поэтому необходимо выбирать режим пре­ образователя так, чтобы интенсивность комбинационных колебаний и колебаний прямого прохождения была возможно меньшей. Проме­ жуточная частота должна находиться вне диапазона частот приемника. Например, в радиовещательных приемниках, имеющих поддиапазоны

150—415

кГц (длинноволновый), 520—1600 кГц

(средневолновый)

и 3,95—12,1 МГц

(коротковолновый), промежуточную частоту выби­

рают вне

частот

поддиапазонов приемника равной

/ п = 465 кГц, и

при этом согласно формулам (7.39), (7.40) комбинационные свисты будут на частотах / С0паСн1 = 930 кГц и /сопасн2 = 232,5 кГц.

Из-за биений колебаний двух близких по частоте станций возни­ кают интерференционные свисты с частотой

Характерной особенностью интерференционных свистов является то, что их частота не зависит от частоты гетеродина /г и поэтому не изме­ няется при изменении настройки приемника; изменяется лишь интен­ сивность свиста.

239

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/155587