Усилители промежуточной частоты

УПЧ работают на фиксированной (промежуточной) частоте, что позволяет упростить их конструкцию и применить сложные резонансные системы. УПЧ усиливают принимаемый сигнал до величины, необходимой для нормальной работы детектора и осуществляют основное усиление ВЧ сигнала.

УПЧ должен выполнять следующее:

-усиливать принимаемый сигнал;

-обеспечивать избирательность по соседнему каналу.

Коэффициент усиления по напряжению УПЧ обычно равен 10² - 10⁶ и поэтому число каскадов доходит до десяти.

Полоса пропускания супергетеродинного приемника определяется в основном полосой пропускания УПЧ. Поэтому полоса пропускания УПЧ должна быть не меньше полосы спектра частот сигнала, и, следовательно, она зависит от типа сигнала и его модуляции.

Промежуточная частота (резонансная частота усилителя) зависит от типа приемника, и ее значения обычно лежат в пределах от 110кГц до 200 МГц, причем широкие полосы пропускания выполнимы при высоких промежуточных частотах, а узкие - при низких промежуточных частотах.

Радиовещательные приемники амплитудно-модулированных сигналов (АМС) имеют fп = 465 кГц, а при приеме частотно-модулированных сигналов (ЧМС) fп=6,5 МГц. Радиолокационные приемники имеют fп= 10 -100 МГц и выше.

По ширине полосы пропускания усилители делят на узкополосные и широкополосные. К узкополосным условно относят усилители с относительной полосой пропускания П/ fп < 0,05, к широкополосным — с П/ fп > 0,05.

Избирательность супергетеродинного приемника по соседнему каналу (малые расстройки) определяется формой частотной характеристики УПЧ. Для получения хорошей частотной избирательности усиление должно резко уменьшаться за пределами полосы пропускания. Следовательно, частотная характеристика усилителя должна приближаться к прямоугольной (рис. 3.3.19).

Рис.3.3.19

В УПЧ применяют одиночные контуры, связанные контуры — полосовые фильтры и фильтры сосредоточенной избирательности. Полоса пропускания и форма частотной характеристики усилителя должны совпадать с шириной и формой спектра сигнала. В большинстве случаев частотную характеристику усилителя стараются выполнить близкой к прямоугольной.

Поскольку частотная характеристика высокочастотного тракта прием­ника определяется УПЧ, то частотные и переходные характеристики, а следовательно, линейные и нелинейные искажения сигналов определяются также УПЧ.

Модулированный высокочастотный сигнал усиливается УПЧ, затем детектируется и на выходе детектора получается низкочастотный сигнал, соответствующий промодулированному параметру (амплитуде, частоте, фазе). Поэтому в УПЧ искажения промодулированного параметра высокочастотного сигнала должны быть минимальными. Например, при амплитудно-модулированном сигнале важны искажения его огибающей, при фазо-модулированном сигнале (ФМС) — искажения изменения фазы во времени, а при импульсно-модулированном сигнале (ИМС) — искажения огибающей импульсов.

Схемы каскадов УПЧ на лампах и полевых транзисторах имеют ав­тотрансформаторную связь или непосредственную связь с выходным контуром. Вход следующего каскада с выходным контуром предыдущего каскада имеет непосредственную связь. Схемы каскадов усилителей на транзисторах имеют автотрансформаторную связь с выходным контуром или непосредственную связь с ним при широкой полосе пропускания. Связь контура с входом следующего транзисторного каскада, у которого малое входное сопротивление, слабая и обычно трансформаторная.

В узкополосных усилителях коэффициент усиления каскада ог­раничивается устойчивым коэффициентом усиления, а в широкополосных—он небольшой и не всегда ограничивается устойчивым коэффициентом усиления. Устойчивость усилителей обеспечивают снижением коэффициента усиления каскада до устойчивого значения, которого достигают, уменьшая коэффициент трансформации на выходе УП или увеличивая емкость контура (уменьшая эквивалентное резонансное сопротивление контура).

Основные электрические характеристики УПЧ.