Расчет преобразователя частоты (стр. 3 из 3)
т. е. он тем больше, чем больше превышение промежуточной частоты над частотой сигнала.
Так как коэффициент шума преобразователя на параметрических диодах очень мал и его коэффициент усиления по мощности можно сделать достаточно большим, емкостные преобразователи частоты применяются в приемниках с высокой чувствительностью.
Практически для получения большого усиления в емкостном преобразователе производится преобразование «вверх», т. е. по закону
fпр=fс+fг, а затем «вниз» т. е. по закону fпрfг−fс для получения нужной избирательности и усиления в обычном усилителе промежуточной частоты. В емкостных преобразователях частоты могут использоваться параметрические диоды, выпускаемые промышленностью, а также диоды Шоттки. Преобразование «вверх» может применяться также с целью увеличения ослабления зеркальной помехи.
Существующие принципы построения функциональных схем супергетеродинных приемников предусматривают понижение частоты принимаемого сигнала до промежуточной (часто до 455— 465 кГц).
Такое понижение предпринимается с целью обеспечения высокой селективности сигнала. Однако при этом крайне затрудняется ослабление помехи по зеркальному каналу на высших частотах рабочего диапазона.
Вот некоторые особенности построения функциональной схемы супергетеродинного приемника при преобразовании «вверх».
В тракте промежуточной частоты в качестве селективных систем используются стандартные высокоселективные кварцевые фильтры диапазона метровых волн (30—120 МГц). Выбрав промежуточную частоту, например, 40 МГц в приемнике с диапазоном 2—30 МГц и используя до преобразователя эллиптический фильтр нижних частот с частотой среза, например, 31 МГц, можно получить на всех частотах рабочего диапазона ослабление зеркальной помехи, не зависящее от частоты сигнала, 80 дБ. Этот же фильтр нижних частот уменьшает излучение гетеродина в антенну. Кроме того, в рассматриваемом случае упрощается конструкция гетеродина.
Естественно, что при работе УПЧна частотах, выше чем верхняя частота диапазона приемника, требуется соответствующая оценка его коэффициента шума.
3. РАСЧЁТ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ
Рассматриваемая мною схема представляет собой простейшую схему смесителя на одном диоде ( рисунок 6 ).
Рисунок 6
Смесители на полупроводниковых диодах характеризуются невысоким уровнем шумов, высокой надежностью, невысоким входным сопротивлением для напряжения гетеродина, низким коэффициентом передачи напряжения (0,3...0,5) и мощности (0,1...0,3). Могут работать на более высоких частотах, чем смесители на транзисторах. В диодных смесителях желательно использовать высокочастотные кремниевые диоды, обладающие большим отношением обратного и прямого сопротивлений и малой емкостью перехода (например, КД503).
А еще лучше диоды с барьером Шоттки, характеризующиеся малым уровнем шумов (например, типа КД419 или КД514А). Могут также применяться и обращенные диоды.
Для данной схемы я выбрал диод с барьером Шоттки КД514А. Этот диод является малошумящим, характеризуется высоким быстродействием и малым падением напряжения (Uпp < 0,6 В).
Конструктивно схема состоит из диода и двух колебательных контуров, один из которых настроен на частоту сигнала, а второй на частоту гетеродина.
Исходные данные:
- fс = 10 МГц;
- fг = 8 МГц.
Для расчёта параметров контуров воспользуемся формулой для определения резонансной частоты:
В результате математических расчётов получили:
С1=20 нФ
L1=502,5125 нГн
С2=31,08999 нФ
L2=502,57 нГн
Реализация схемы в программе NI Multisim 10.0.1 показана на рисунке 7.
Рисунок 7
На рисунке 8 показана схема в режиме моделирования.
Рисунок 8
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В супергетеродинном приёмнике преобразователь частоты оказывает, решающее влияние на чувствительность, избирательность, стабильность и уровень собственных шумов приемника. Выбор приборов и схем для преобразователей частоты определяется в соответствии с тем, что дает наиболее благоприятное сочетание этих основных показателей приемника. Именно таким благоприятным решением для длинных, коротких и даже метровых волн оказывается выбор усилительного прибора для роли смесителя, тогда как на более коротких волнах в качестве смесителя выгодно применять тот или иной тип диода.
1. М. Изюмов Преобразование частоты - Массовая радиобиблиотека, выпуск 585
2. Н. Бобров Расчёт радиоприёмников- Массовая радиобиблиотека, выпуск 1027
3. А. Ровдо Полупроводниковые диоды и схемы с диодами- М., Лайт Лтд., 2000
4. В. Горшелев Основы проектирования приёмников- Л., Энергия, 1977
5. В. Палшков Радиоприёмные устройства- М., Радио и связь, 1984
6. А. Сиверс Проектирование радиоприемных устройств- М., "Высшая школа" 1976