Вводная часть

Принять доклад дежурного по взводу, проверить наличие личного состава и готовность к занятию. Объявить наименование и содержание изучаемой темы, ее значение в подготовке специалистов радиосвязи, порядок отчетности по теме. Объявить учебные цели, время и вид занятия.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Назначение, состав и характеристика тракта промежуточной частоты приемника.

Особенностью супергетеродинного приемника, отличающие его от приемника прямого усиления, является наличие в нем специального каскада для преобразования частоты. В этом каскаде модулированные колебания промежуточной частоты, которая для принимаемого сигнала любой частоты остается неизменной.

В результате преобразования осуществляется линейный перенос спектра принимаемого сигнала из области высоких частот в область более низких частот.

Тракт промежуточной частоты предназначен для обеспечения основного усиления полезного сигнала и основной избирательности по соседним каналам приема.

Структурная схема тракта промежуточной частоты супергетеродинного приемника представлена на рис 13.1.

Рис.13.1. Структурная схема тракта ПЧ.

Высокая избирательность супергетеродина обусловлена главным образом понижением частоты в результате преобразования.

Как известно, избирательность зависит от относительной расстройки d, которая при неизменной абсолютной расстройке D f с понижением частоты возрастает, следовательно, избирательные свойства колебательных систем, работающих на промежуточной частоте, улучшаются.

Кроме того, постоянство промежуточной частоты позволяет применить в усилителе промежуточной частоты полосовые фильтры, обладающие лучшим коэффициентом прямоугольности.

Высокая чувствительность супергетеродина также является результатом понижения частоты, т.к. коэффициент устойчивости усиления обратно пропорционален корню квадратному из частоты:

Наконец, повышенная устойчивость усиления супергетеродина объясняется еще и тем, что в нем усиление распределено по трем каналам частот: высокой, промежуточной и низкой, что также способствует уменьшению опасности самовозбуждения за счёт существующих паразитных обратных связей. Тракт промежуточной частоты включает преобразователь частоты, состоящий из смесителя и гетеродина и одного или нескольких каскадов усилителей промежуточной частоты.

В некоторых случаях для обеспечения высоко избирательности по зеркальной помехе и по соседнему каналу целесообразно обеспечивать двойной преобразование частоты в приёмнике. (Показать по схеме р/ст Р-159).

Применение в супергетеродинах постоянных промежуточных частот позволяет унифицировать отдельные каскады различных радиоприёмных устройств.

Преобразователи частоты приемника.

Преобразование частоты в радиоприёмниках осуществляется с помощью нелинейных систем или систем с периодически изменяющимися параметрами. При использовании нелинейной системы, т.е. системы, сопротивление которой зависит от приложенного к ней напряжения, на неё воздействует два колебания: частота принимаемого сигнала и частота гетеродина. В качестве нелинейного элемента такой системы используются транзисторы, электронные лампы, полупроводниковые диоды.

К системам с изменяющимися параметрами относятся электронные лампы с двумя управляющими сетками. Структурная схема преобразователя частоты представлена на рис. 13.2:

Рис.13.2. Структурная схема преобразователя частоты.

Гетеродин, входящий в состав преобразователя частоты, является обычно диапазонно самовозбуждающимся генератором, настройка которого сопряжена с настройкой высокочастотного тракта. Различают приёмники с «верхней» и «нижней» настройкой гетеродина. В первом случае частота генератора всегда выше частоты сигнала на значение промежуточной частоты f_r = f_c + f _пч; во втором случае ниже на такую же величину f_r = f_c - f_пч.

Для обеспечения сопряженной настройки с контурами преселектора при верхней настройке последовательно в контуре гетеродина включают укорачивающий конденсатор С1 (Рис.13.3.), а для достижения точного сопряжения подстроечный конденсатор Сп:

РИС. 13.3. Схема сопряженной настройки гетеродина и контуров преселекторов.

Как и в передатчиках, в приемниках применяются все меры по стабилизации частоты гетеродина; высокое качество деталей контура, слабая связь контура с лампой, герметизация, термокомпенсация, стабилизация питающих напряжений и т.д.

Для проверки градуировки приемника, в приемниках применяются специальные кварцевые калибраторы, позволяющие проверить соответствие вырабатываемой гетеродином частоты заданной частоте.

Если в приемнике применяется двойное преобразование частоты, то второй гетеродин обычно стабилизируется кварцем, т.к. на второй преобразователь поступает постоянная первая промежуточная частота.

В военных радиоприемных установках часто применяют автоматическую подстройку частоты первого гетеродина по сигналу корреспондента, если частота передатчика и частота гетеродина отличаются от своих номинальных значений так, что

/ f_r – f_C / = f_пч ± D f

где Df - результирующая расстройка, то с помощью реактивной лампы, включённой в контур гетеродина, и некоторых дополнительных устройств имеется возможность изменить частоту гетеродина таким образом, чтобы расстройка была минимальной.

Другой составной частью преобразователя частоты является смеситель. Основными требованиями, предъявляемыми к смесителям, являются:

- минимальное количество продуктов преобразования;

- высокая линейность преобразования сигнала и помех в широком диапазоне амплитуд;

- низкий коэффициент шума.

Очевидно, что первые два требования тесно связаны между собой и направлены на ослабление побочных явлений, сопутствующих преобразованию частоты, так третье - на повышение чувствительности приёмника без потери его реальной избирательности.

В принципе смесители могут быть собраны на лампах (односеточные и двухсеточные смесители) или транзисторах (двухзатворные полевые МОП транзисторы). Однако в современных приёмниках чаще всего предпочитают использовать диодные кольцевые балансные смесители, схема и принцип работы которых были рассмотрены на занятии №6. Эти смесители имеют наименьшее количество побочных продуктов преобразования и обеспечивают линейное преобразование при весьма высоких уровнях сигнала и помех.

Третьим обязательным элементом преобразователя частоты является фильтр. Его частота настройки равна значению промежуточной частоты, и так как фильтр предназначен для выделения из всей суммы продуктов преобразования, имеющихся в выходной цепи смесителя, только колебаний промежуточной частоты. Полоса пропускания фильтра должна быть не меньше ширины спектра частот принимаемого сигнала. В качестве таких фильтров чаще всего используются многоконтурные LC фильтры сосредоточенной селекции (ФСС) или пьезоэлектрические (кварцевые) фильтры (рис. 13.4.)