Загальні відомості про перетворення частоти

Перетворювачі частоти

Перетворенням частоти називається перенесення спектра прийнятого сигналу з однієї області радіочастотного діапазону в іншу без зміни виду й параметрів модуляції. Пристрій, що здійснює перетворення частоти, називається перетворювачем.

Зміна сигналу, модульованого по амплітуді одним тоном, і його спектра при перетворенні частоти показана на рис. 3.25, з якого видно, що огинаюча високочастотного коливання і його спектр не змінюються, змінюється тільки несуча частота . Спектр сигналу зміщається в область більш низької, так званої проміжної, частоти .

Рисунок 3.25 - Зміна сигналу і його спектра при перетворенні частоти

Перетворення частоти здійснюється будь-якою помножуючою схемою, що являє собою нелінійну систему (нелінійний елемент) або систему зі змінними параметрами, тому що перетворення по суті зводиться до множення сигналів, частоти яких відрізняються на величину проміжної частоти, з наступною фільтрацією різницевого або сумарного складового сигналу добутку.

Нехай прийнятий сигнал

.

Допоміжний сигнал, що у приймачі генерується спеціальним генератором-гетеродином, дорівнює

Сигнали й перемножуються в помножуючій схемі. Добуток зазначених сигналів, які надалі називається перетвореним сигналом

,

містить дві складові. Перша складова має частоту, рівну різниці частот прийнятого й допоміжного сигналів , і фазу, рівну різниці фаз зазначених сигналів .

Огинаюча першої складової повністю відповідає закону модуляції прийнятого сигналу, якщо сигнал гетеродина не модульований. Отже, спектр першої складової повністю відповідає спектру прийнятого сигналу, але зміщений в область різницевої частоти, що звичайно вибирається в якості проміжної. Для виділення проміжної складової на виході схеми множення необхідно передбачити фільтр, настроєний на проміжну частоту й маючий смугу пропускання, що відповідає ширині спектра прийнятого сигналу.

У перетворювачах найчастіше використовуються транзистори або напівпровідникові діоди, крутизна вольт-амперної характеристики яких змінюються під дією сильного сигналу гетеродина й практично залишається постійної під дією слабкого () прийнятого сигналу.

На рис. 3.26 представлена схема перетворювача частоти, що містить джерело корисного сигналу, нелінійний елемент, що називається змішувачем, фільтр проміжної частоти й допоміжний генератор-гетеродин.

Рисунок 3.26 - Схема перетворювача частоти

Змішувач являє собою нелінійний елемент (транзистор, діод) або елемент зі змінними параметрами.

У самому загальному випадки струм змішувача буде містити безліч комбінаційних складових із частотами

,

де й - цілі позитивні числа.

Дата добавления: 2014-01-07