Типовое задание «Определение параметров нелинейности по интермодуляции и блокированию и выбор оптимального режима преобразователя частоты аппаратуры вч связи по лэп» Задание на курсовую работу
На основе аппроксимации экспериментальной характеристики передачи транзистора в режиме резонансного усиления определить оптимальный режим по интермодуляции и блокированию преобразователя частоты аппаратуры ВЧ связи по ЛЭП.
Преобразователь и основы преобразования частоты в радиоприемных устройствах
Преобразованием частоты называется процесс переноса сигнала данной частоты (обычно более высокой) в диапазон других (обычно более низких) частот. Этот процесс необходим в радиоприемных устройствах (РПУ), так как выделять, усиливать и в дальнейшем обрабатывать широкий перестраиваемый спектр высоких частот гораздо сложнее, чем низких частот (НЧ). Поэтому во всех РПУ различного назначения сигнал ВЧ преобразуют в сигнал НЧ, на котором дальнейшая его обработка не представляет проблем.
Схема преобразователя частоты отличается от обычного резонансного усилителя только нагрузкой, в качестве которой используют резонансный ко-лебательный контур, настроенный на требуемую гармонику НЧ, называемую в РПУ промежуточной частотой (ПЧ).
Структурная схема преобразователя частоты состоит из двух функцио-нальных узлов – смесителя (обычный резонансный усилитель) и гетеродина (перестраиваемый по частоте генератор) (рис. 7).
Рис. 7. Структурная схема преобразователя частоты в РПУ
В смесителе осуществляется процесс нелинейного преобразования двух ВЧ колебаний, представляющий перемножение двух ВЧ напряжений – сигнала Uс и гетеродина Uг с частотами fс и fг, в результате чего на выходе выделяется продукт нелинейного преобразования (ПНП) – разностное напряжение Uпч промежуточной частоты fпч.
Uпч = Uг – Uс; fпч = fг – fс.
В профессиональных РПУ смеситель и гетеродин выполняются в виде отдельных функциональных блоков, в то время как в других РПУ широкого применения в преобразователе частоты смеситель и гетеродин совмещены в единую схему, в которой обычно частота fг перестраивается одновременно с перестройкой частоты fс, так что на выходе выделяется фиксированная разностная частота fпч. Одновременная перестройка осуществляется сдвоенными (на одной оси) конденсаторами переменной емкости, включенными в соответствующие резонансные контуры смесителя Lк и гетеродина Lг. Схема простейшего преобразователя частоты на БПТ приведена на рис. 8.
Рис. 8. Простейшая схема преобразователя частоты на БПТ
В РПУ в качестве нагрузки смесителя обычно включается полосовой фильтр с полосой пропускания на частоте ПЧ не менее ширины спектра АМ колебания (при АМ – не менее 9 кГц в режиме телефонии, при ПЧ, равной 465 кГц).
Согласно [11, 13], наиболее рационально процесс преобразования частоты рассматривать на основе упомянутого метода МКП, разработанного И. М. Симонтовым, согласно которому преобразователь частоты представляется как усилитель промежуточной частоты (УПЧ), мгновенный коэффициент усиления которого меняется периодически в соответствии с амплитудой и частотой напряжения гетеродина (рис. 9). Фактически в преобразователе частоты имеет место тот же процесс интермодуляции с выделением ПНП, который в данном случае является полезным, а не вредным продуктом, как в случае с интермодуляцией, связанной с помехой. Следует заметить, что сам процесс усиления есть процесс нелинейного преобразования сигнала [25].
Рис. 9. К анализу нелинейных свойств преобразователя частоты на основе метода мгновенного коэффициента передачи