Преобразование частоты

Преобразование частоты – это процесс линейного переноса спектра модулированного колебания из области несущей частоты радиосигнала в область другой несущей частоты, называемой промежуточной частотой, без изменения вида модуляции.

Преобразование частоты основано на гетеродировании – смешивании двух сигналов различной частоты в нелинейной или параметрической цепи для получения третьей частоты, которая затем выделяется полосовым фильтром. Преобразователь частоты (рис. 7.13а) состоит из смесителя (СМ), гетеродина (Г) и полосового фильтра (ПФ), настроенного на промежуточную частоту. Принцип действия преобразователя частоты рассмотрим на примере принципиальной схемы (рис. 7.13б), на которой показан преобразователь частоты без гетеродина, чтобы не усложнять схему. Гетеродин – это вспомогательный автогенератор гармонических колебаний (принцип работы и схемы автогенераторов рассмотрены в разделе 5).

а) б)

Рис. 7.13 Преобразователь частоты

а) структурная схема;

б) принципиальная схема

В данной схеме смесителем является биполярный транзистор, работающий в нелинейном режиме. Положим, что на базу транзистора подается амплитудно-модулированный радиосигнал

, (7.38)

а на его эмиттер – гармоническое колебание от гетеродина

. (7.39)

Амплитуды обоих колебаний малые, поэтому для определения тока коллектора проходную ВАХ транзистора аппроксимируем полиномом

. (7.40)

Из (7.40) после возведения в квадрат в третьем слагаемом можно видеть, что в коллекторном токе появляется слагаемое в виде произведения , т.е. транзистор выполняет перемножение двух сигналов. В результате перемножения двух сигналов в спектре коллекторного тока появляются комбинационные частоты и

(7.41)

Полосовой фильтр в виде системы индуктивно-связанных контуров, настроенный на промежуточную частоту , выделит из обогащенного спектра коллекторного тока колебание только этой частоты. В результате на выходе преобразователя частоты получим напряжение

. (7.42)

Дата добавления: 2014-11-16