Выбор промежуточной частоты. Усилители промежуточной частоты
Выбор частоты ОГ и коэффициентов деления (N,K, рис.6.18) определяется многими условиями (диапазон рабочих частот, положение соседнего канала по частоте, одно- или много диапазонный приемник и др.) и одно из них - выбор промежуточных частот приемника.
Как известно, в выходном токе нелинейного элемента ПрЧ кроме полезной составляющей, промежуточной частоты, присутствует большое число комбинационных составляющих с частотами f = ± к/г ± pfc, где к и р - множество натуральных чисел. Рассмотренный ранее случай (раздел 6.2) соответствует линейному преобразованию (р =1) по сигналу и является достаточно редким, что обусловлено выбором MS сигнала, наибольшего по уровню, при перемещении внутри соты. На базовых станциях BTS системы сотовой связи CDMA для снижения интерференции сигналов, приходящих от MS, применяют регулирование мощности передатчиков MS. В этом случае можно приближенно считать преобразование линейным.
При двукратном преобразовании действие на входе ПрЧ сигнала, сравнимого по уровню с поступающим от СЧ (точнее от ГУН, см. рис. 6.18), приводит к появлению большого числа побочных каналов приема и комбинационных составляющих, частоты которых могут также являться побочными каналами для второго ПрЧ (ПрЧ2, рис.3.7). Значительное число комбинационных составляющих оказывается подавленными ПФ на выходе ПрЧ1, однако некоторые из них, оказываются в полосе пропускания, попадая на вход ПрЧ2. Напряжение помехи (комбинационной составляющей) после перемножения с напряжением от ПЧ ГУН, оказывается в полосе пропускания ПФ на выходе ПрЧ2. Такое явление типично для приемо-передатчиков, в которых для перестройки по диапазону, применяются широкополосные ГУН. Это делает очень актуальным выбор частот генераторов и промежуточных частот, при которых в полосе пропускания ПрЧ1 невозможно (или подавляется до допустимого уровня) появление комбинационной составляющей вблизи частоты полезного сигнала. Способ выбора промежуточных частот преобразователей в тракте приема и частот гетеродинов (ГУНов) подробно рассмотрен в [3]. Приведенная методика основана на использовании номограмм для определения комбинационных составляющих, совпадающих с полезным сигналом на выходе ПрЧ 1.
Первая промежуточная частот flipi выбранная в соответствии с указанной методикой, и являющаяся центральной частотой ПФ в нагрузке ПрЧ1 или усилителя радиочастот, должна обеспечивать отсутствие в полосе частот, занимаемой одним каналом, комбинационных составляющих, близких или равных частоте зеркального или полузеркального каналов для ПрЧ2.
Принцип построения каскадов усилителей первой промежуточной частоты традиционен для СПРС: усиление - с использованием ИМС, а фильтрация - с помощью внешних ПФ, обычно на ПАВ. Для описания свойств фильтров на ПАВ пользуются эквивалентной схемой, последовательной или параллельной, встречно штыревого преобразователя (ВШП, рис.6.19,а), где
R е - последовательное сопротивление электрода, С т - межэлектродная емкость, R а - последовательное сопротивление излучения, G а - параллельная проводимость излучения, G е - параллельная проводимость электрода. При этом не учитываются паразитные эффекты, связанные с конечным и удельным сопротивлением электродов, распределенные емкости, паразитная индуктивность входных проводников. В качестве материалов для фильтров используется пьезоэлектрическая керамика: кварц, ниобат лития LiNbO^, сапфир, окись цинка и др.
Рис.6.19
б)
Подключение фильтра (рис.6.19,б) на ПАВ (входной или выходной цепи) может осуществляться либо с помощью балансного трансформатора, либо непосредственно. При подключении ВШП через балансный трансформатор средний потенциал в плоскости преобразователя равен нулю, а при непосредственном составляет V/2.
Совершенствование технологии производства фильтров на ПАВ позволяет применять их на верхних частотах дециметрового диапазона (ультравысокие частоты). Если первая промежуточная частота выбрана больше 3 ГГц, то применяются фильтры на полосковых линиях, описанные в п. 6.4.
Вопросы для самопроверки.
- 1. За счет чего проводится преобразование частоты?
- 2. Каково назначение гетеродина в преобразователях частоты?
- 3. Что такое крутизна преобразования?
- 4. Каковы условия линейного по сигналу преобразования частоты и к чему приводит нелинейность ПрЧ по сигналу?
- 5. Что понимается под частотной характеристикой ПрЧ?
- 6. Поясните принцип балансного преобразователя частоты. Каковы преимущества балансных (кольцевых) ПрЧ?
- 7. Какова конструкция и назначение отдельных элементов СВЧ преобразователей (однотактного, кольцевого) полосковой конструкции?
- 8. Какое назначение и реализация согласующих цепей в дециметровом и сантиметровом диапазонах частот?
- 9. Изобразите структурную схему и поясните принцип работы синтезатора частот.
- 10. Что является условием выбора промежуточных частот при построении приемной части трансивера с двух- трехкратным преобразованием частоты?
