Радиоприемные устройства - Баркан В.Ф.
Скачать (прямая ссылка):
Преобразование принимаемого сигнала в сигнал промежуточной частоты обеспечивает супергетеродину по сравнению с приемником прямого усиления в диапазонах средних, коротких и ультракоротких волн целый ряд преимуществ: высокую избирательность, высокую чувствительность, постоянство чувствительности и избирательности по диапазону и повышенную устойчивость.
Высокая избирательность супергетеродина
обусловлена главным образом понижением частоты в результате
преобразования. Избирательность, как известно, зависит от величи-
А/ „ .
ны относительной расстройки —, которая при неизменной абсо-
/о
лютной расстройке А/ с понижением частоты возрастает, а следовательно, избирательные свойства колебательных систем, работающих на промежуточной частоте, улучшаются.
Кроме того, постоянство промежуточной частоты позволяет применять в усилителе промежуточной частоты полосовые фильтры, обладающие лучшим коэффициентом прямоугольности.
Высокая чувствительность супергетеродина также является результатом понижения частоты, вследствие чего усилитель промежуточной частоты может обеспечить сравнительно большое устойчивое усиление.
Постоянство чувствительности и избирательности по диапазону в супергетеродине объясняется неизменностью настройки усилителя промежуточной частоты, вследствие чего его усилительные и избирательные свой-
226
ства сохраняются постоянными для любой частоты принимаемого сигнала.
Повышенная устойчивость супергетеродина достигается путем распределения усиления по трем каналам частот (высокой, промежуточной и низкой) вместо двух каналов в приемнике прямого усиления. Сокращение числа каскадов, работающих на одной частоте, уменьшает опасность самовозбуждения усилителей за счет существующих паразитных обратных связей.
Преобразование частоты, как и детектирование, является нелинейным процессом и осуществляется при помощи нелинейных элементов. Принципиально для преобразования частоты может быть использован любой вид детектирования.
На фиг. 9. 1 приведена простейшая схема диодного преобразования, Л в которой в качестве нелинейного элемента использован диод. Для вы- /г деления сигнала промежуточной частоты в цепь диода включен колебательный контур, настроенный на ча- фиг дл Схема ДИ0ДН0Г0 преоб. СТОТу /г—/с. Диодные смесители ШИ- разования частоты,
роко применяются в диапазоне УКВ.
Вопросы преобразования на УКВ подробно рассмотрены в гл. XIV. В настоящей главе рассматриваются вопросы преобразования на длинных, средних, коротких и метровых волнах. На этих волнах для преобразования частоты используются многосеточные электронные лампы.
Современные электронные лампы позволяют различать две категории преобразователей частоты: односеточные и двухсеточные.
При односеточном преобразовании используются обычные усилительные лампы с одной управляющей сеткой — в основном пентоды. При двухсеточном преобразовании применяются специальные частотно-преобразовательные лампы с двумя управляющими сетками.
Советскими учеными была проведена большая работа по изучению сложных явлений в преобразовательных лампах, направленная на повышение эффективности работы преобразователей частоты, на лучшее использование и усовершенствование преобразовательных ламп. К этим работам в первую очередь относятся теоретические и экспериментальные исследования, проведенные Л. Б. Сле-пяном и В. И. Сифоровым.
Односеточное преобразование
На фиг. 9. 2 представлена схема односеточного преобразования частоты на пентоде. На управляющую сетку пентода одновременно воздействуют напряжение высокой частоты принимаемого сигнала и напряжение вспомогательной частоты от гетеродина. Лампа работает в режиме анодного детектирования, который устанавливает-
15*
227
<ся путем подачи на сетку лампы необходимого смещения с сопротивления R в цепи катода лампы. Совместное действие напряжений двух различных частот на нелинейное сопротивление, которым является лампа, заставляет анодный ток изменяться по сложному закону. В составе анодного тока появляются так называемые комбинационные частоты
П(лг±то>СУ
где тип — целые числа. Для преобразования частоты используется простейшая комбинация: разностная частота сог—(ос. В анодную цепь преобразователя включена колебательная система, настроенная на частоту а>г—(ос, на которой выделяется напряжение промежуточной частоты.
Характеристику лампы можно приближенно представить в виде параболической зависимости, заданной полиномом второй степени
ia = I0 + aug+bu2g. (9.1)
На сетку лампы действует переменное напряжение
Фиг. 9.2. Простейшая схема одно-сеточного преобразования частоты на пентоде.
¦и,
COS(0r/ + f/^cCOS0)c<.
(9.2)
Подставляя значение ug в выражение (9. 1) и используя формулы тригонометрического разложения
cos2 а = — -}-— cos 2а
COS а cos р = — [COS (а + ?) -f cos (а — ?)],
получим
і. —/0 + ^rcos«)r/ + fl^ccos юс' + уМ/?г + уМ/?с + + -і- bU\ г cos 2а>г* + JL bU\с cos 2»с/ + bUg rUg c cos (u>p - «c) * +
+ bUgTUgc cos K + »c)f.
(9.3)
Из формулы (9. 3) видно, что в составе анодного тока, кроме составляющих основных частот сог, сос, имеются: постоянные составляющие (первый, четвертый и пятый члены выражения), токи вторых гармоник 2о)с, 2сог (шестой и седьмой члены) и как основной результат — составляющие разностной и суммарной частоты (последние члены).
