Общие сведения о преобразователях частоты

Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про общие сведения о преобразователях частоты, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое общие сведения о преобразователях частоты , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Устройства приема и обработки радиосигналов, Передача, прием и обработка сигналов.

Назначение. 

       Преобразователи частоты служат для переноса спектра частот из одной области в другую без изменения характера модуляции. Они являются частью супергетеродинного приемника. 

       В результате преобразования получается новое значение несущей частоты , называемой промежуточной. Частота  может быть как выше, так и ниже . Если  - преобразование частоты вверх;

        - преобразование частоты вниз.

 

 

 

Pисунок 11.1.

Структурная схема и принцип работы. 

       ПЧ содержит нелинейный элемент и источник вспомогательного колебания, называемый гетеродином. В качестве нелинейного элемента используются различные электронные приборы, нелинейные активные или реактивные сопротивления. Нелинейный элемент, преобразующий колебания сигнала с помощью гетеродина, называют смесителем. В состав ПЧ входит также фильтр Ф с нагрузкой , необходимый для выделения напряжения промежуточной частоты.

 

 

 

Pисунок 11.2.

       В общем случае преобразование частоты можно рассматривать как результат перемножения двух высокочастотных напряжений: 

             напряжения сигнала

             и напряжение гетеродина

       В результате такого перемножения на выходе преобразователя получается напряжение преобразованной частоты

       где  - постоянный коэффициент, зависящий от параметров преобразователя. 

       Амплитуда, частота или фаза преобразованного напряжения имеют тот же закон, что и напряжение сигнала. Это означает, что при преобразовании модулированных сигналов вид и параметры модуляции не нарушаются. 

       Перемножить напряжения можно двумя способами: с помощью нелинейных элементов или с помощью линейных цепей с переменными параметрами (параметрических цепей). Об этом говорит сайт https://intellect.icu . В общем случае в результате нелинейного или параметрического преобразования двух напряжений на выходе смесительного элемента появляется множество комбинационных составляющих напряжений с частотами

       где k и n - целые положительные числа. 

       На избирательной нагрузке выделяется напряжение одной из комбинационных частот, которая и принимается за промежуточную частоту приемника. 

Основные характеристики преобразователей частоты. 

       1) Коэффициент усиления по напряжению.

       где  - напряжение промежуточной частоты на выходе преобразователя; 

       - напряжение сигнала на входе ПЧ. 

       2) Коэффициент усиления по мощности.

       3) Рабочий диапазон частот преобразователя. 

       определяется диапазоном частот гетеродина с учетом заданного значения промежуточной частоты. 

       4) Избирательность преобразователя. 

       зависит от вида АЧХ его нагрузки. Однако при настройке гетеродина соответствующей приему полезного сигнала, существует ряд частот, которые в результате преобразования также образуют промежуточную частоту (например,  или ). Следовательно в преобразователе частоты имеют место побочные каналы приема, которые ухудшают его избирательные свойства. 

       5) Входная и выходная проводимости. 

       6) Коэффициент шума преобразователя. 

       7) Уровень линейных и нелинейных искажений. 

       8) Устойчивость работы.

       9) Надежность ПЧ и др.

Классификация ПЧ. 

       По способу получения: 

       - ПЧ с верхней настройкой гетеродина 

       В данном случае после преобразования положение боковых полос сигнала меняется, т.е. нижняя становится верхней и наоборот (инвертирующее преобразование частоты). 

       - ПЧ с нижней настройкой гетеродина.

       В данном случае положение боковых полос сигнала относительно несущей частоты после преобразования не меняется (неинвертирующее преобразование частоты). 

       По виду нелинейного элемента: 

       - диодные ПЧ; 

       - транзисторные ПЧ; 

       - интегральные ПЧ. 

       По числу нелинейных элементов в ПЧ: 

       - простые (один НЭ); 

       - балансные (два НЭ); 

       - кольцевые (четыре НЭ).

Статью про общие сведения о преобразователях частоты я написал специально для тебя. Если ты хотел бы внести свой вклад в развитие теории и практики, ты можешь написать коммент или статью отправив на мою почту в разделе контакты. Этим ты поможешь другим читателям, ведь ты хочешь это сделать? Надеюсь, что теперь ты понял что такое общие сведения о преобразователях частоты и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Устройства приема и обработки радиосигналов, Передача, прием и обработка сигналов