6. Определяем полосу пропускания по (6.27), приняв С„ = 15 пФ,

П = 15,3 10-3/3,14 /58 15 lO-i 42 МГц. Полоса получилась больше заданной по техническому заданию.

Глава 7

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ

7.1. Общие сведения о преобразователях частоты

Преобразование частоты реализуется в смесителе-шестиполюснике, содержащем нелинейный элемент или элемент, периодически изменяющий одни из своих параметров (рис. 7.1). В качестве таких элементов используются полупроводниковые приборы - транзисторы, варикапы, обычные, туннельные и обращенные диоды. Если к смесителю подвести сигнал с частотой и напряжение от местного гетеродина с частотой /j на выходе появляются токи с комбинационными частотами вида

/к = mf J. ± л/,

где от и я - целые действительные числа. Обычно промежуточная частота пр ~ fr -/с (простое преобразование). На эту частоту настраивают фильтры, включаемые на выходе смесителя (рис. 7.1). Если = mf i (при т ф 1), преобразование называют сложным или комбинационным.

Часть приемника, содержащую смеситель, гетеродин и нагрузку для сигнала промежуточной частоты, называют преобразователем частоты. Его коэффициент передачи - отношение выходного напряжения промежуточной частоты к напряжению входного сигнала V.

np = fnp/tc-

Диодные преобразователи имеют коэффициент передачи меньше единицы, транзисторные - больше единицы. /С^р должен быть максимальным и не изменяться прн перестройке приемника, а частотные и нелинейные искажения, возникающие в процессе преобразования, не должны превышать допустимых уровней. Для уменьшения взаимной расстройки цепей сигнала и гетеродина, повышения стабильности частоты гетеродина и ослабления излучения колебаний гетеродина антенной связь между цепями сигнала и гетеродина выбирается слабой. Иногда функции смесителя и гетеродина выполняются одним активным элементом.

Смеситель {управллемай

проВоЗитсть)

РимтрПЧ

femepoduH

Рис. 7.1, Преобразователь частоты как шестиполосиик

7.2. Схемы преобразователей частоты

Преобразователи частоты на биполярных транзисторах

В транзисторном преобразователе частоты с отдельным гетеродином сигнал поступает на базу транзистора VT1 (рис. 7.2), являющегося смесителем, а напряжение гетеродина вводится в цепь эмиттера через конденсатор С4. Гетеродин выполнен на транзисторе VT2 по схеме с трансформаторной связью. В цепи коллектора VT1 включен контур, настроенный на промежуточную частоту. Недостатком таких преобразователей являются склонность к самовозбуждению на частотах, близких к промежуточной, и потребление большой мощности от гетеродина.

При подаче напряжения гетеродина в цепь базы можно получить больший коэффициент усиления. Одна из таких схем показана на рис. 7.3. Напряжение гетеродина вводится на базу смесительного транзистора через конденсатор связи Cgg. Недостатком преобразователей с отдельным гетеродином является необходимость двух транзисторов и большего числа деталей.

Транзисторные преобразователи с совмещенным гетеродином находят широкое применение в портативных, малогабаритных и простых приемниках. Два варианта схем таких преобразователей показаны на рис. 7.4. В схеме 7.4, а на базу поступают одновременно напряжение с частотой сигнала через катушку связи L2 и напряжение с частотой гетеродина через катушку L1. Гетеродин выполнен на этом же транзисторе по схеме с индуктивной связью. В коллекторной цепи последовательно с контуром гетеродина включен контур, настроенный на промежуточную частоту. Он практически не оказывает влияния на работу гетеродина, поскольку его сопротивление для частоты гетеродина незначительно. На рис. 7.4, б показана сХема с совмещенным гетеродином, отличающаяся от предыдущей тем, что напряжение гетеродина вводится не в цепь базы, а в цепь эмиттера. Гетеродин выполнен по трехточечной схеме.

Рис. ЧЛ. Схема транзисторного преобразователя с подачей напряжения от отдел11-ного гетеродина в цепь эмиттера

Рис. 7.3. Схема преобразователя частоты с подачей напряжения в цепь базы

Рис. 7.4. Схемы транзисторных преобразователей с совмещенным гетеродином при подаче напряжения сигнала и гетеродина в ц.епь базы (а) и эмиттера (б)

Недостатком преобразователей с совмещенным гетеродином является возможность модуляции напряжения гетеродина промежуточной частотой и ее гармоиикамн, что приводит к появлению на выходе приемников интерференционных свистов. Другим недостатком является плохая работа транзисторов на частотах, близких к граничным.

Транзисторные преобразователи частоты применяют на частотах до 300 МГц.

Преобразователи частоты на полевых транзисторах

В преобразователях на полевых транзисторах колебательный контур входного устройства или УСЧ можно подключать непосредственно ко входу транзистора (рис. 7.5), входная проводимость которого весьма мала и не нагружает контур. Резистор R1 (рис. 7.5; а) служит для подачи смещения в цепь затвора транзистора и напряжения отдельного гетеродина. Токи с частотами и /др замыкаются накоротко включенной параллельно R1 выходной

цепью гетеродина, и поэтому на R1 выделяется только напряжение с частотой /j.. В процессе преобразования на нагрузке, включенной в цепи стока и настроенной на / р, выделяется напряжение промежуточной частоты.

В схеме преобразователя с совмещенным гетеродином (рис. 7,5, б) полевой транзистор, подобно биполярному, выполняет одновременно функции гетеродина и смесителя. Здесь гетеродин выполнен по трехточечной схеме. Цепочка R1C1 служит для подачи смещения в цепь затвора. Нагрузка для промежуточной частоты (полосовой фильтр) включена в цепь стока.

Рве. 7.5. Схемы преобразователей частоты на полевых транзисторах: о - с подачей напряжения от отдельного гетеродина в цепь затвора; б - с совмещенным

гетеродином