5.3. Дополнительные каналы приёма и избирательность рПрУ

Даже при малом входном сигнале и линейном характере изменения крутизны ВАХ смесителя ток на выходе ПрЧ имеет сложный спектр, подобный спектру входного сигнала. Но в избирательной цепи, включённой на выходе преобразователя, выделяется напряжение только той частоты, на которую эта цепь настроена, т.е. напряжение промежуточной частоты. Отсюда следует, что напряжение на выходе ПрЧ может быть получено за счёт любой составляющей этого спектра, частота которой равна промежуточной частоте f_ПР или близка к ней и попадает в полосу пропускания ИЦ, включённой на выходе преобразователя. Кроме того, напряжение на выходе ПрЧ может быть получено при действии на его входе сигнала, имеющего частоту, равную промежуточной (f_C = f_ПР). В этом случае ПрЧ работает как усилитель, усиливающий без преобразования сигналы с частотой, равной промежуточной. Это явление называется прямым прохождением.

Напряжение промежуточной частоты на выходе ПрЧ появляется также на различных частотах входного сигнала f_С = kf_Г ± f_ПР в зависимости от номера гармоники частоты гетеродина, что показано на рис.5.3.

Рис.5.3. Появление побочных каналов приёма в супергетеродинном РПрУ

При приёме сигнала на промежуточной частоте преобразователь частоты является просто усилителем. Это канал прямого прохождения сигнала. Преобразование на первой (основной) гармонике гетеродина происходит на частотах входного сигнала f_Г – f_ПР и f_Г +f_ПР. Преобразование на второй гармонике гетеродина 2f_Г происходит соответственно на частотах входного сигнала 2f_Г – f_ПР и 2f_Г + f_ПР и т.д. Следовательно, амплитудно-частотная характеристика ПрЧ имеет несколько максимумов (1; 2; 3; …). Чем выше порядок преобразования, тем меньше коэффициент передачи преобразователя частоты.

Таким образом, в полосу пропускания фильтра на выходе преобразователя попадают продукты преобразования колебаний всех каналов. Один из этих каналов является основным, остальные – побочными, мешающими. Например, если основным выбран канал 2 с частотой f_C, то побочным будет

канал 3, который является как бы зеркальным отражением основного канала, поэтому он называется зеркальным (симметричным) каналом. Частота зеркального канала f_ЗЕРК отличается от частоты основного канала на величину 2f_ПР. Если же в качестве основного принят канал 3, то зеркальным является канал 2. Усиление преобразователя по основному и зеркальному каналам одинаково. Поэтому его влияние на избирательность приёмника наиболее существенно. Колебания с частотами побочных каналов должны быть подавлены до ПрЧ, т.е. в преселекторе (его характеристика показана штриховой линией на рис. 5.3).

4. Двойное преобразование частоты

В связи с существованием дополнительных каналов приёма частотная характеристика преобразователя частоты состоит из большого числа отдельных частотных характеристик, в точности соответствующих АЧХ тракта промежуточной частоты (рис.5.3, кривые 1 … 5), со средними частотами, соответствующими основному и дополнительным каналам приёма.

Задачу обеспечения избирательности по дополнительным каналам приёма

осуществляют избирательные цепи тракта радиочастоты (преселектора) при-

ёмника, размещённые перед преобразователем частоты (пунктирная характе-

ристика). Для ослабления помех по дополнительным каналам приёма приме-

няются следующие способы:

• оптимальный выбор промежуточной частоты;

• улучшение избирательности тракта радиочастоты (преселектора);

• выбор оптимального режима работы ПрЧ

Выбор промежуточной частоты определяется следующими основными

факторами:

1. Номинальное значение промежуточной частоты следует выбирать в диапазоне, где не работают мощные радиопередатчики.

Установлены следующие стандартные значения промежуточных частот:

• для радиовещания - 465кГц (при АМ) и 10,7 МГц (при ЧМ и FM);

• для телевидения - 38,0 МГц (изображение); 31,5 МГц (звуковое сопровождение – первая промежуточная частота); 6,5 МГц (звуковое сопровождение – вторая промежуточная частота);

• для профессиональных приёмников в качестве промежуточных частот выбраны нормализованные величины: 100 – 115 кГц; 125 -130 кГц;

210 – 215 кГц; 460 – 465 кГц; 490 – 510 кГц; 720 – 750 кГц;

910 – 930 кГц; 1500 – 1600 кГц; 2,2 МГц; 3,0 МГц; 40 – 70 МГц;

• для приёмников метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов нормализованы следующие значения промежуточной частоты:

10; 30;70 и 120 МГц.

2. Номинальные значения промежуточной частоты не должны выбираться в пределах диапазона рабочих частот приёмника и быть возможно дальше от границ этого диапазона.

3. Промежуточная частота должна выбираться возможно более низкой, так как при этом проще обеспечить необходимую полосу пропускания при конструктивно выполнимых добротностях контуров, а также обеспечить избирательность по соседнему каналу. Кроме того, при этом легче получить более устойчивое усиление на один каскад; меньше зависимость коэффициента усиления и полосы пропускания от разброса параметров УЭ.

4. Промежуточная частота должна выбираться возможно более высокой. Чем

выше промежуточная частота, тем лучше её фильтрация на выходе детек-

тора: практически достаточно, чтобы f_ПР ≥ (5…10)F_МАКС, где F_МАКС – высшая

частота спектра модулирующего сигнала. При достаточно большой проме-

жуточной частоте лучше воспроизводится форма импульсных сигналов и

сохраняется их длительность.

Как видно, перечисленные факторы, влияющие на выбор величины промежуточной частоты, противоречивы. С одной стороны, подавление зеркального канала облегчается при более высокой промежуточной частоте. С другой стороны, высокую избирательность и устойчивое усиление легче получить при более низкой промежуточной частоте. Для удовлетворения этих противоречивых требований при выборе промежуточной частоты приходится искать приемлемый компромисс. Если же это не удаётся, то приходится применять двойное или тройное преобразование частоты. При этом в приёмнике будет несколько трактов промежуточной частоты.

Структурная схема радиоприёмника с двойным преобразованием частоты показана на рис.5.4.

Рис.5.4. Структурная схема РПрУ с двойным преобразованием частоты

Первая промежуточная частота (f_ПР1) выбирается возможно более высокой для осуществления необходимого ослабления зеркального канала в преселекторе. Преобразованный сигнал на первой промежуточной частоте выделяется фильтром, а затем усиливается в первом усилителе промежуточной частоты (УПЧ-1). После этого производится второе преобразование частоты на более низкую вторую промежуточную частоту (f_ПР2). Сравнительно низкая вторая промежуточная частота облегчает формирование требуемой резонансной характеристики, избирательности по соседнему каналу и полосы пропускания приёмника. Основное усиление сигнала происходит в канале УПЧ-2.