Область применения умножителей частоты

Умножений частоты широко применяется в радиопередающих устройствах с кварцевой стабилизацией частоты задающего генератора. Частота этого генератора выбирается относительно невысокой, в 4—12 раз меньшей рабочей частоты передатчика, благодаря чему создаются благоприятные условия для использования пьезоэлектрического эффекта кварцевой пластинки. Умножение частоты осуществляется в последующих каскадах передатчика на малой мощности. Чаще всего применяется удвоение, реже утроение частоты в одном каскаде.

Умножение частоты широко используется также в ряде измерительных устройств, когда требуется получить сетку частот, кратных какой-либо одной определенной частоте, рассматриваемой в качестве опорной

 

Тема 5 . Преобразование частоты.

Принцип преобразования частоты.

  Преобразование частоты сигнала – это процесс, который обеспечивает линейный перенос спектра сигнала на оси частот без изменения его структуры. Огибающая сигнала и его начальная фаза при этом не изменяются. Другими словами, преобразование частоты не искажает закон изменения амплитуды, частоты или фазы модулированных колебаний.

Как видно из определения, преобразование частоты сопровождается появлением новых составляющих спектра, т.е. приводит к обогащению спектра сигнала. Поэтому такой процесс можно реализовать только с использованием нелинейного или параметрического устройства, обеспечивающих умножение преобразуемого сигнала на вспомогательное гармоническое колебание с последующим выделением необходимой области частот.

Преобразователь частоты (рис.1.) содержит смеситель и вспомогательный генератор, называемый гетеродином. В состав преобразователя может входить фильтр, необходимый для выделения полезного продукта преобразования.

 

Рис.1. Структурная схема преобразователя частоты

 

В общем случае преобразование частоты можно рассматривать как результат перемножения напряжения сигнала

и напряжения гетеродина

Перемножить напряжения можно двумя способами: с помощью не­линейного элемента НЭ или с помощью линейной цепи с переменными параметрами (параметрическая цепь). В общем случае в результате преоб­разования двух напряжений на выходе смесителя появляется множество комбинационных составляющих напряжений с частотами

где k и n- целые положительные числа.

Фильтр Ф выделяет напряжение одной из комбинационных частот, которая и принимается за промежуточную.

В результате на выходе фильтра формируется напряжение преобразованной частоты

 где  - постоянный коэффициент, зависящий от параметров преобразователя.

Амплитуда, частота и фаза преобразованного напряжения имеют тот же закон изменения (закон модуляции), что и напряжение сигнала.

Промежуточная частота может быть как выше частоты несущей ω_пр>ω₀ (преобразование частоты вверх), так и ниже ω_пр<ω₀ (преобразование частоты вниз).

На рис.2(а и б) приведены графики АМ сигнала S_Ам(t) с несущей частотой ω₀ и его спектра S_вх(ω), на рис. 2 (в и г) — графики дополнительного гармонического колебания и_Г( t ) с частотой ω_г и его спектра. На рис. 2(е)изображен спектр коле­бания на выходе перемножителя; он состоит из двух спектров, имеющих несущие частоты ω₀ - ω_г и ω₀ + ω_г.

Если теперь сигнал с выхода перемножителя подать на вход полосового фильтра, АЧХ которого изображена на рис. 2(е) штриховой линией, то на выходе будем иметь спектр S_вх(ω). Этот спектр по форме совпадает с исходным спектром сигнала S_Ам(t), но сдвинут в область более низких частот на частоту ω_г. На рис. 2(д)приведен график колебания на выходе полосового фильтра. Подчеркнем, что огибающая этого колебания полностью совпадает по форме с огибающей колебания S_Ам(t), а частота заполнения уменьшена на значение ω_г. Эту частоту ω_пр называют промежуточной._.

Рис. 2. Временные диаграммы (а, в, д) и спектры (б, г, е) при преобразовании частоты.

---

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 881; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!