Электрика и электрооборудование

 

Преобразователь частоты, частотный преобразователь— устройство для переноса спектра сигнала из одной частотной области в иную.
Преобразователь частоты — электрическая цепь, осуществляющая реформирование частоты и включающая гетеродин, смеситель и полосовой фильтр (в отдельных случаях полосовой фильтр может отсутствовать).

Преобразователем частоты, в состав которого входят три функциональные группы (смеситель, гетеродин, фильтр), изредка ложно называют смеситель.
Преобразователь частоты используется в радиоприемниках, построенных по супергетеродинной схеме, в устройствах генерирования и образования сигнала (в радиопередатчиках, синтезаторах частот), разных радиоизмерительных приборах (селективных вольтметрах, анализаторах спектра, модулометрах и девиометрах, установках для измерения ослаблений).

Например, в супергетеродинном радиоприемнике с фиксированным значением промежуточной частоты перенос полосы радиочастот сигнала вниз (реже — верх) разрешает использовать неперестраиваемый непростой фильтр стержневой селекции с высокой прямоугольностью частотной колляции для подавления помех по соседнему каналу (то есть высококачественно усовершенствовать частотную избирательность по сопоставлению с радиоприемником прямого усиления), а также применять усилитель промежуточной частоты, больше результативный по сопоставлению с диапазонным усилителем радиочастоты. Перестройка частот такого радиоприемника осуществляется изменением частоты входящего в состав преобразователя частоты гетеродина.

Функционально преобразователь частоты включает в себя три комбинированные части — гетеродин, смеситель и выходной полосовой фильтр. Гетеродин представляет собой генератор сигнала синусоидальной формы, настраиваемый, либо с фиксированной частотой. Смеситель — основная часть преобразователя, нелинейное электронное устройство, в котором происходит образование необходимого спектра. Правило действия смесителя состоит в том, в итоге нелинейных процессов образуются комбинационные гармоники, частоты которых равны разностям либо суммам частот гармоник входных сигналов, либо частот кратных частотам начальных гармоник. Амплитуды полученных комбинационных гармоник пропорциональны амплитудам начальных, таким образом, всякий из комплектов комбинационных гармоник (разностных, суммарных, разностных и суммарных кратным) равнозначен спектру входного сигнала, сдвинутому по частоте. Полосовой фильтр предуготовлен для селекции необходимого комплекта гармоник, традиционно исполнен по стандартной схеме полосового фильтра на LC-элементах.

Конструктивно преобразователь частоты может быть исполнен в виде цельного устройства, в том числе на интегральной микросхеме с дополнительными элементами, в виде 2-х блоков (блок гетеродина и блок смесителя с фильтром) либо, в некоторых случаях, в разнесённом виде, скажем, в установках для измерения ослаблений смеситель и фильтр представляют собой обособленные устройства, а в качестве гетеродина применяется сторонний измерительный генератор, не входящий в комплект установки.

Характеристики преобразователей частоты
По частотным свойствам допустимы два варианта преобразователей
С перестраиваемым гетеродином и фиксированным значением несущей выходного сигнала — особенно распространённый вариант, применяемый в радиоприёмных и измерительных устройствах. Частотными параметрами в этом случае являются: диапазон перестройки гетеродина (и следственно диапазон входных сигналов) и значение несущей выходного сигнала (ПЧ)
С фиксированным гетеродином — применяется в особых случаях, в качестве частотных параметров при этом будут: возможные значения частоты входного сигнала и значение величины переноса спектра
Внутренние параметры преобразователя зависят от типа нелинейного элемента в смесителе
Крутизна реформирования — отношение амплитуды выходного тока (при закороченном выходе) к амплитуде напряжения входного сигнала
Внутренний показатель усиления — отношение амплитуды напряжения ПЧ к амплитуде напряжения входного сигнала
Коэффициент шума преобразователя

 

10-05-2018, 10:11