Усилители промежуточной частоты

Преобразователи частоты радиоприемников

Преобразователь частоты приемника предназначен для преобразования принимаемого СВЧ сигнала в сигнал ПЧ. В отличие от передающего преобразователя, в приемном на вход подают СВЧ сигнал, а с выхода снимают сигнал ПЧ. Поэтому в нем вместо ФБП включают ФНЧ. Основная фильтрация сигнала происходит в УПЧ. С выхода смесителя будет снят сигнал частотой. Уровень этого сигнала изменяется пропорционально входному уровню приемника вследствие линейного режима преобразования.

Чтобы предотвратить искажения, во входные цепи преобразователя частоты включают ФВ или ФЦ и ФГ, а на выходе устанавливают ФНЧ (дроссель СВЧ). Ферритовые вентили и циркуляторы поглощают энергию зеркальной составляющей. Фильтры гармоник не пропускают колебания суммарной составляющей и более высоких гармоник в тракт СВЧ. Эти фильтры имеют частоту среза fср=1,25…1,5f1. Фильтры гармоник поглощающего типа поглощают энергию составляющих, частоты которых выше частоты fср. Отражающие ФГ размещают рядом со смесительным диодом. Выходной ФНЧ создает короткое замыкание для токов СВЧ, препятствуя их прохождению в направлении такта ПЧ.

Для сложения сигналов СВЧ (входного и гетеродина), подводимых к нелинейному элементу, используют такие же устройства, что и в преобразователях частоты передатчиков. В качестве нелинейных элементов служат, главным образом, малошумящие смесительные диоды: кремниевые с точечными контактами и арсенид-галлиевые с барьером Шотки, туннельные диоды и транзисторы.

Преобразователь частоты приемника должен обладать малым коэффициентом шума и малыми потерями преобразования. Эти параметры определяют коэффициент шума приемника РРЛ, в котором нет МШУ. Кроме того преобразователь частоты должен иметь равномерные АЧХ и характеристику ГВЗ, как и любое другое устройство ВЧ тракта. Малошумящие смесительные диоды имеют потери преобразования 5…6 дБ. Для них принято также указывать коэффициент шума, измеренный в эталонном приемнике с УПЧ, имеющим n_шо =1,5 дБ. Обычные его значения 8…14 дБ. Мощность колебаний гетеродина подбирают такой, чтобы получить минимальный коэффициент шума смесителя. Обычно это 1…3 МВт. В некоторых схемах на диод подают напряжение смещения, чтобы улучшить согласование смесительной головки по входу.

В УПЧ приемника происходит основное усиление сигнала. Вместе с МУПЧ передатчика он образует тракт ПЧ ПРС. Тракт ПЧ выполнен на транзисторах. Как отмечалось выше, в приемнике различают предварительный малошумящий усилитель ПУПЧ и основной УПЧ. Основной УПЧ содержит фильтр промежуточной частоты ФПЧ, корректоры группового времени запаздывания КГВЗ, главный УПЧ (ГУПЧ) с АРУ и оконечный усилитель (ОУПЧ). В ОУПЧ предусмотрена возможность подачи на выход сигнала замещающего генератора вместо принятого сигнала. Такое подключение производит электронный коммутатор ЭК. Работой последнего управляет индикатор несущей ИН, он же включает генератор, замещающий ГЗ. Подключение ГЗ происходит, когда уровень несущей падает ниже определенного порога, т.е. при глубоких замираниях сигнала или аварии. Сигнал ГЗ называют сигналом обрыва ствола. Его используют в системе поучасткового резервирования. Выход 1 ОУПЧ является основным. К выходу 2 подключают демодулятор ТВ ствола или демодулятор сигналов СС. Номинальное напряжение ПЧ на основном выходе приемника составляет 500 мВ на нагрузке 75 Ом.

Основные параметры УПЧ: номинальное значение ПЧ, коэффициент шума, коэффициент усиления, АЧХ и полоса пропускания, характеристика ГВЗ. Номинальное значение ПЧ в соответствии с рекомендациями составляет 35 МГц при частоте сигнала ниже 1 ГГц, 70 МГц на более высоких частотах и 140 МГц в широкополосных системах с числом каналов примерно 2700. Для получения малого коэффициента шума приемника стремятся получить от УПЧ малый коэффициент шума (n3=1.5…1.7) и достаточно большое усиление (k₃=30дБ). В приемниках РРЛ УПЧ должен полностью компенсировать то ослабление, которое претерпевает сигнал при распространении между антеннами передатчика и приемника, т.е. усилить сигнал на 100 …120 дБ. Основное усиление происходит в ГУПЧ, у него коэффициент усиления составляет 45 …65 дБ. Оконечный УПЧ предназначен для обеспечения номинального выходного напряжения приемника.

Дата добавления: 2014-01-11