Преобразование сигналов в цепи с параметрическим сопротивлением

Наиболее широко параметрические сопротивления применяются для преобразования (гетеродинирования) частоты сигналов. Гетеродинирование - это процесс нелинейного или параметрического смешивания двух сигналов различных частот для получения колебаний третьей частоты.

Итак, преобразование частоты - это линейный перенос (смещение, трансформация, гетеродинирование, или транспонирование) спектра модулированного сигнала с одной частоты на другую(в том числе и нулевую) без изменения вида или характера модуляции.

Преобразователь частоты рис. 4.19 состоит:

Рис.4.19.Структурная схема преобразователя частоты.

-из смесителя (СМ) - параметрического элемента (например, МДП транзистора, варикапа или обычного диода с квадратичной характеристикой);

-гетеродина (Г)- вспомогательного автогенератора гармонических колебаний с частотой ω _г, служащего для параметрического управления смесителем;

-фильтра промежуточной частоты (обычно колебательного контура УПЧ или УВЧ).

Принцип действия преобразователя частоты рассмотрим на примере переноса спектра тонального АМ сигнала. Положим, что под воздействием гетеродинного напряжения

u _г(t)= u _г cos ω _г t (4.37)

крутизна характеристики МДП транзистора преобразователя частоты изменяется во времени приближенно по закону

(4.38)

где S_o и S₁ - соответственно среднее значение и первая гармоническая составляющая крутизны характеристики.

При поступлении на МДП транзистор смесителя АМ сигнала

переменная составляющая выходного тока в соответствии с (4.34) и (4.36) будет определяться выражением:

(4.39)

Пусть в качестве выходной промежуточной частоты параметрического преобразователя выбрана частота

(4.40)

Выделив ее с помощью контура УПЧ из спектра тока (4.39), получим преобразованный АМ сигнал на промежуточной несущей частоте

(4.41)

Соответствующие временные и спектральные диаграммы сигналов с АМ на входе и выходе преобразователя частоты показаны на рис. 4.20.

Рис. 4.20. Диаграммы сигналов на входе и выходе преобразователя частоты:

а) - временные; б) - спектральные

Заметим, что наличие только двух боковых составляющих спектра тока в (4.39) определяется выбором предельно простой кусочно-линейной аппроксимации крутизны характеристики транзистора(4.38). В реальных схемах смесителей в спектре тока содержатся также составляющие комбинационных частот

где т и п - любые целые положительные числа.

Дата добавления: 2014-01-13