Супергетеродин с двойным преобразованием частоты. Супергетеродинный приемник с двойным преобразованием частоты: принцип работы и преимущества

Что такое супергетеродинный приемник с двойным преобразованием частоты. Как он работает. Какие преимущества дает использование двойного преобразования частоты. Для каких типов радиоприемников применяется эта технология.

Принцип работы супергетеродинного приемника с двойным преобразованием частоты

Супергетеродинный приемник с двойным преобразованием частоты использует два каскада преобразования для достижения оптимального баланса между подавлением зеркального канала и селективностью. Как это работает?

• На первом этапе входной ВЧ-сигнал преобразуется в относительно высокую первую промежуточную частоту (ПЧ1)
• Высокая ПЧ1 обеспечивает хорошее подавление зеркального канала
• Затем сигнал ПЧ1 преобразуется во вторую, более низкую промежуточную частоту (ПЧ2)
• Низкая ПЧ2 позволяет реализовать узкополосные фильтры для высокой избирательности

Такая двухступенчатая схема позволяет получить преимущества как высокой, так и низкой промежуточной частоты в одном приемнике.

Преимущества супергетеродинного приемника с двойным преобразованием

Использование двойного преобразования частоты дает ряд важных преимуществ по сравнению с обычным супергетеродином:

• Улучшенное подавление зеркального канала за счет высокой первой ПЧ
• Высокая избирательность благодаря низкой второй ПЧ
• Возможность оптимизации характеристик для разных диапазонов частот
• Снижение требований к входным цепям и первому гетеродину
• Повышенная стабильность частоты при использовании кварцевых гетеродинов

Эти преимущества особенно важны для профессиональных и высококачественных радиоприемников.

Структурная схема супергетеродинного приемника с двойным преобразованием

Типовая структурная схема супергетеродинного приемника с двойным преобразованием частоты включает следующие основные блоки:

1. Входные цепи (антенна, ВЧ-усилитель, фильтр преселектора)
2. Первый смеситель
3. Первый гетеродин (обычно синтезатор частоты)
4. Усилитель и фильтр первой ПЧ
5. Второй смеситель
6. Второй гетеродин (часто с фиксированной частотой)
7. Усилитель и фильтры второй ПЧ
8. Демодулятор

Такая архитектура позволяет оптимально распределить усиление и фильтрацию по каскадам приемника.

Выбор промежуточных частот в приемнике с двойным преобразованием

Правильный выбор значений первой и второй промежуточной частоты критически важен для достижения оптимальных характеристик приемника. Какие факторы нужно учитывать?

• Первая ПЧ выбирается достаточно высокой для хорошего подавления зеркального канала
• Типичные значения первой ПЧ: 10-100 МГц
• Вторая ПЧ выбирается низкой для реализации узкополосных фильтров
• Распространенные значения второй ПЧ: 455 кГц, 10.7 МГц
• Необходимо избегать комбинационных помех между ПЧ

Оптимальные значения ПЧ зависят от диапазона рабочих частот и требуемых характеристик конкретного приемника.

Применение супергетеродинных приемников с двойным преобразованием

В каких типах радиоприемников наиболее часто используется архитектура с двойным преобразованием частоты?

• Профессиональные коммуникационные приемники
• Измерительные приемники для ЭМС
• Радиолюбительские КВ трансиверы
• Многодиапазонные сканирующие приемники
• Спутниковые приемники
• Приемники для радиомониторинга

В этих применениях требуются высокие характеристики по подавлению зеркального канала и избирательности, которые обеспечивает двойное преобразование частоты.

Особенности реализации первого гетеродина

Первый гетеродин играет ключевую роль в работе супергетеродинного приемника с двойным преобразованием. Какие варианты используются для его реализации?

• Синтезатор частоты с ФАПЧ — обеспечивает широкий диапазон перестройки
• Прямой цифровой синтезатор (DDS) — высокая скорость перестройки
• Кварцевый генератор — высокая стабильность частоты
• Перестраиваемый генератор с ФАПЧ — компромиссный вариант

Выбор типа первого гетеродина зависит от требований к диапазону частот, стабильности и скорости перестройки приемника.

Тройное преобразование частоты в супергетеродинных приемниках

В некоторых случаях используются супергетеродинные приемники с тройным преобразованием частоты. Зачем это нужно?

• Еще более высокое подавление зеркального канала
• Возможность оптимизации для сверхширокого диапазона частот
• Улучшение развязки между каскадами
• Снижение уровня побочных каналов приема

Тройное преобразование применяется в профессиональных приемниках высшего класса, где требуются предельно высокие характеристики.

Основы радиолокации — Супергетеродинный приемник с двойным преобразованием частоты

Супергетеродинный приемник с двойным преобразованием частоты

При выборе значения промежуточной частоты следует принимать во внимание следующие требования:

• на этой частоте не должны работать какие-нибудь сильные передатчики;
• для упрощения реализации фильтров и усилителей промежуточная частота не должна быть слишком высокой;
• для того, чтобы зеркальная частота находилась за пределами полосы частот приемника, промежуточная частота должна быть достаточно высокой.

Поскольку приведенные требования противоречат друг другу, выбор значения промежуточной частоты — это всегда компромисс.

В отличие от рассмотренной нами ранее базовой схемы супергетеродинного приемника с однократным преобразованием частоты, некоторые приемники для удовлетворения приведенным выше противоречивым требованиям строятся по схеме с двойным преобразованием частоты.

Первый
каскад

УПЧ-1

Второй
каскад

УПЧ-2

Рисунок 1. Структурная схема супергетеродинного приемника с двойным преобразованием частоты

Первый
каскад

УПЧ-1

Второй
каскад

УПЧ-2

Рисунок 1. Структурная схема супергетеродинного приемника с двойным преобразованием частоты

Первый
каскад

УПЧ-1

Второй
каскад

УПЧ-2

Рисунок 1. Структурная схема супергетеродинного приемника с двойным преобразованием частоты (interactive picture)

Метод приема, котрый реализует такая схема, иногда еще называют двойным гетеродинированием. Приемники с двойным преобразованием частоты обладают высокой избирательностью и эффективно подавляют помеху на зеркальной частоте, обеспечивая, тем самым, четкое выделение полезного сигнала. Кроме этого, приемники с двойным преобразованием частоты обладают более высокой избирательностью по соседнему каналу, чем приемники с однократным преобразованием частоты.

Первый каскад преобразования (тюнер)

В первом каскаде преобразования выполняется перенос спектра принятого сигнала с несущей (высокой) частоты на первую премежуточную частоту, все еще достаточно высокую, например, 500 МГц. К первому каскаду преобразования относятся такие элементы как смеситель, местный гетеродин и необходимые фильтры.

Местный гетеродин первого каскада является перестраиваемым для того, чтобы поддерживать постоянной разницу между частотой принятого сигнала и частотой сигнала первого местного гетеродина. Поэтому первый каскад преобразования иногда еще называют тюнером. Таким образом, первая промежуточная частота поддерживается постоянной.

Усилитель первой промежуточной частоты

Усилитель первой промежуточной частоты представляет собой относительно узкополосный усилитель с высоким коэффициентом усиления. Первая промежуточная частота имеет сравнительно высокое значение, например, 500 МГц.

Поэтому достижение заданных значений технических характеристик требует значительных усилий.

Здесь же реализуют автоматическую регулировку усиления.

Второй каскад преобразования

Во втором каскаде преобразования спектр принятого сигнала переносится с первой промежуточной частоты на вторую. Особенностью второго каскада является то, что он не перестраиваемый, то есть местный гетеродин второго каскада генерирует колебание на постоянной частоте.

Усилитель второй промежуточной частоты

Усилитель второй промежуточной частоты так же является относительно узкополосным усилителем с очень высоким коэффициентом усиления. Значение второй промежуточной частоты, как правило, находится в интервале от 60 до 75 МГц. Для таких частот аппаратная реализация требуемых параметров усилителя является сравнительно несложной. Усилитель второй промежуточной частоты определяет, в основном, коэффициент усиления, отношение «сигнал-шум» и эффективную полосу пропускания всего приемника.

Типовая схема усилителя ПЧ содержит от трех до десяти каскадов усиления. В усилителе ПЧ может изменяться как ширина полосы пропускания, так и коэффициент усиления.

Часто усилитель второй промежуточной частоты представляет собой логарифмический усилитель. Благодаря этому обеспечивается требуемый динамический диапазон приемника, то есть прием без искажений эхо-сигналов, амплитуды которых изменяются в широких пределах (свыше 30 дБ).

Детектор

Как и в супергетеродинном приемнике с однократным преобразованием частоты, детектор служит для преобразования радиоимпульсов промежуточной частоты (в данном случае — второй) в видеоимпульсы.

Видеоусилитель

В видеоусилителе выполняется усиление видеоимпульсов, поступающих с детектора. После усиления видеоимпульсы подаются на устройство индикации. Как правило, видеоусилитель представляет собой усилитель с RC-связью и строится на транзисторах с высоким коэффициентом усиления. При этом видеоусилитель должен обладать достаточно широкой частотной характеристикой.

Двойное преобразование частоты | Основы электроакустики

Главная » Радиоприем

Двойное преобразование частоты

Чем выше частота принимаемого полезного сигнала, тем меньше получается относительная расстройка зеркального канала при том же самом значении промежуточной частоты. В результате при реализации супергетеродинного радиоприемника высоких частот возникает противоречие между требованием уменьшить промежуточную частоту для облегчения подавления соседнего канала в тракте промежуточной частоты и требованием увеличить промежуточную частоту для облегчения подавления зеркального канала в преселекторе. В этом случае применяют двойное преобразование частоты. При двойном преобразовании частоты сначала переносят группу каналов на первую промежуточную частоту, выделяют ее, а затем выделяют рабочий канал на второй промежуточной частоте.

Значительно повысить избирательность по зеркальному каналу можно, увеличив промежуточную частоту. Кроме того, нередко это позволяет сократить диапазон частот при перестройке гетеродина и даже реализовать один общий диапазон частот АМ-тракта (от 0,15 до И) МГц). Совместить это с высокой избирательностью по соседнему каналу позволяют супергетеродинные радиоприем­ники с двойным преобразованием частоты  У такого приемника частота первого гетеродина может меняться дискретно, например, для переключения диапазонов. А плавная перестройка в пределах диапазона выполняется вторым гетеродином Г2. Первая промежуточная частота выбирается достаточно высокой, исходя из условия обеспечения избирательности по зеркальному ка­налу, вторая (более низкая) для упрощения фильтрации по основному каналу. Чаще всего вторая промежуточная час­тота та же, что у приемников с однократным преобразова­нием (т. е. 465 кГц при приеме АМ-сигналов и 10,6 МГц при приеме ЧМ-сигналов). Но это не всегда.

На первой промежуточной частоте fпч1 невозможно обеспечить подавление соседнего канала, поэтому коэффициент усиления тракта первой промежуточной частоты стараются выполнить минимально необходимым, лишь бы не увеличить уровень шумов на выходе приемника. Его основная задача — подавить зеркальный канал fзк2, который образуется во втором смесителе. Усилитель УПЧ1 только компенсирует потери в фильтре ФПЧ1 и, если необходимо, потери смесителя. В схеме супергетеродина с двойным преобразованием частоты перестраиваемым выполняется только первый гетеродин. В качестве такого гетеродина обычно применяется синтезатор дискретной сетки частот. Второй гетеродин может быть выполнен на фиксированную частоту. Это позволяет фильтр промежуточной частоты ФПЧ1 реализовать на фиксированную частоту, тем самым упростив его реализацию. Приемники с двойным преобразованием давно применяются в профессиональных средствах радиосвязи. Но для бытовых целей они до сих пор применялись редко из-за своей дороговизны. Однако в последнее время ситуация в корне изменилась, и ведущие фирмы мира стали выпус­кать всеволновые радиоприемники с двойным преобразо­ванием частоты и малыми габаритами, имеющие неслы­ханные ранее удобства. Некоторые фирмы (например, Panasonic) широко применяют такие приемники даже в массовых магнитолах.

Характерной чертой нового поколения полупрофессиональных приемников является выбор первой промежуточной частоты выше максимальной частоты принимаемого сигнала — т. е. для АМ-приемников выше 30 МГц. При этом вместо перестраиваемых контуров во входной цепи приемника можно применить просто фильтр нижних частот или несколько широкополосных неперестраиваемых фильтров. Они обеспечивают высокую степень подавления по зеркальному каналу. Но главное — появляется возможность при небольшом относительном изменении частоты первого гетеродина перекрыть разом весь диапазон принимаемых частот от 0,15 до 30 МГц или хотя бы все КВ-диапазоны.

Ситуация изменилась и в связи с трудностями обеспечения перестройки в обычных приемниках. Разработанные малогабаритные перестраиваемые напряжением конденсаторы (например, варикапы) имеют узкий диапазон перестройки. Поэтому отказ от перестраиваемых контуров обеспечивает возможность миниатюризации радиоприемников.

 

Усилители промежуточной частоты

Синтезатор частоты в роли гетеродина

Преобразователи частоты

Приемники прямого усиления и супергетеродины

Автоматическая подстройка частоты (АПЧ)

Преобразователи частоты.

Стабилизация частоты генераторов

Усилители напряжения модулирующей частоты

Радиоприемник Superhet с двойным и тройным преобразованием » Electronics Notes

Супергетеродинные радиоприемники с множественным преобразованием, включая наборы с двойным или тройным преобразованием, обеспечивают преимущества в производительности по сравнению с базовым супергетеродинным приемником с одним преобразованием.

---

Учебное пособие по Superhet Radio Включает:
Superhet Radio Теория супергетеродинамики Изображение ответа Блок-схема / общий приемник Эволюция дизайна Двойной и мультиконверсионный супергетеродин Технические характеристики
См. также:   Типы радио

---

Хотя супергетеродинный радиоприемник с одним преобразованием может работать очень хорошо, могут возникнуть проблемы, особенно с отклонением изображения.

Требуется широкий диапазон уровней производительности. Для таких приложений, как домашние радиовещательные приемники, требуется более низкая производительность, но гораздо более высокая производительность требуется для профессиональных приемников для двусторонней радиосвязи, специализированного приема сигналов для таких задач, как космические исследования, тестовых приемников для испытаний на ЭМС/ЭМП и т. п.

Также во многих радиоприемниках, которые были разработаны до широкого использования синтезаторов частоты, была проблема со стабильностью частоты. Обе эти проблемы могут быть решены в конструкции радиочастотной схемы с использованием супергетеродинного радио с двойным преобразованием, а иногда даже с тройным преобразованием.

Даже с введением синтезаторов частоты, которые обеспечивают необходимую стабильность частоты, супергетеродинные радиостанции с множественным преобразованием широко используются в высокопроизводительных радиоприемниках, таких как приемники радиосвязи, для которых требуется очень высокий уровень подавления изображения.

Краткое описание мультиконверсионного радиоприемника Superhet

Причина использования двойного супергетеродинного радиоприемника

При выборе конструкции радиочастотной схемы и выборе промежуточной частоты для супергетеродинного радиоприемника необходимо найти компромисс между преимуществами использования низкочастотной или высокочастотной ПЧ, поскольку каждая из них имеет свои преимущества и недостатки. .

• ВЧ ПЧ:   Для любой промежуточной частоты внутри супергетеродинного радио ответ изображения появляется на частоте, равной удвоенной частоте ПЧ вдали от желаемой. Установка максимально возможного значения ПЧ позволяет максимально отдалить отклик изображения от полезного сигнала, что значительно упрощает фильтрацию радиочастот для удаления нежелательного отклика и позволяет получить более высокие уровни подавления.

  Соответственно использование промежуточной частоты с высокой частотой обеспечивает хорошее подавление изображения. Некоторые современные приемники связи ВЧ-диапазона, которые охватывают частоты до 30 МГц, могут иметь первую ПЧ 50 или 60 МГц, чтобы обеспечить хороший уровень производительности.

• Низкочастотная ПЧ:   Преимущество выбора более низкой ПЧ заключается в том, что фильтры, обеспечивающие подавление соседнего канала, имеют более низкую частоту. Использование низкочастотной ПЧ позволяет добиться высоких характеристик при сохранении низкой стоимости.

  Хотя фильтры, такие как керамические фильтры, кварцевые фильтры и т.п., неизмеримо улучшились за последние годы, стоимость и производительность по-прежнему лучше на более низких частотах. Конечно, если для основной избирательности использовать ПЧ 60 МГц, то фильтры на этих частотах будут работать хуже и будут значительно дороже.

Соответственно, есть два противоречащих друг другу требования, которые не могут быть легко удовлетворены с использованием одной промежуточной частоты. Решение состоит в использовании супергетеродинной топологии с двойным преобразованием, чтобы удовлетворить оба требования. Иногда для обеспечения требуемой производительности и гибкости может использоваться даже супергетеродин тройного преобразования.

Профессиональный супергетеродинный приемник с топологией тройного или четверного преобразования в зависимости от используемой частоты
Изображение предоставлено Icom UK

Базовая концепция двойного супергетеродинного приемника

Основная концепция двойного супергетеродинного радиоприемника заключается в использовании высокой промежуточной частоты для достижения требуемых высоких уровней подавления изображения и еще более низкой промежуточной частоты для обеспечения уровней производительности, необходимых для селективности по соседнему каналу.

Обычно приемник преобразует входящий сигнал вниз до относительно высокой первой промежуточной частоты, каскада ПЧ. Это может быть даже выше входящей частоты. Этот высокочастотный первый каскад ПЧ позволяет достичь высокого уровня подавления изображения.

Поскольку частота изображения в два раза превышает частоту ПЧ вдали от основного или полезного сигнала, чем выше ПЧ, тем дальше находится изображение и тем легче его отклонить на входе.

Основная концепция супергетеродинного преобразования с двойным преобразованием

После того, как сигнал прошел первые каскады ПЧ на более высокой частоте, он затем проходит через второй смеситель для преобразования его на более низкую промежуточную частоту, где выполняется узкополосная фильтрация, так что соседний канал сигналы можно убрать.

Что касается более низкой частоты, то фильтры дешевле, а производительность, как правило, лучше, хотя технология фильтрации значительно улучшилась, что позволяет использовать более высокочастотные фильтры. Например, фильтр 9 МГц в наши дни не считается высокочастотным фильтром.

Двойные супергетеродинные топологии

Хотя основная концепция двойного супергетеродинного радиоприемника, включающего два каскада преобразования частоты, может остаться прежней, существует ряд различных «стилей», которые можно принять:

• Первый генератор с фиксированной частотой:   Этот формат радиочастотного проектирования для супергетеродинного приемника с двойным преобразованием был популярен до появления синтезаторов частоты и других очень стабильных гетеродинов.

  Он широко использовался во многих радиолюбительских или радиолюбительских приемниках, где полоса 500 кГц обычно настраивалась для охвата определенной полосы. Эта форма приемника смогла обеспечить значительное улучшение характеристик стабильности, а также улучшенное подавление изображения, хотя широкополосный первый каскад ПЧ часто был открыт для некоторого прямого захвата.

  Переключаемый кварцевый генератор в первом преобразовании обеспечил бы стабильный первый гетеродин. Генератор использовался для обеспечения гетеродина в первом преобразовании. Полосовой фильтр будет использоваться для обеспечения избирательности и пропуска полосы частот.

  Второй гетеродин позволяет перестраиваться в диапазоне, допускаемом полосовым фильтром. Когда требовалось дополнительное покрытие, первый осциллятор с кварцевым управлением нужно было переключать на следующий кварц. Таким образом можно было получить непрерывное покрытие, хотя и с большим количеством кристаллов.

  Блок-схема супергетеродина с первым преобразованием, управляемым кристаллом
  Обычно использовался в любительских радиоприемниках КВ в конце 1960-х — начале 1990-х годов.

  Помимо обеспечения высокого уровня подавления изображения, эта концепция значительно улучшила уровень стабильности частоты для приемников того времени. Однако для этого требовалось большое количество переключаемых диапазонов, а для непрерывного покрытия от 1 до 30 МГц по 500 кГц в каждом диапазоне количество кристаллов и диапазонов было огромным. В настоящее время синтезаторы частот означают, что этот формат проектирования радиочастотных схем редко требуется или используется.

• Настроенный первый генератор:   Это самый обычный формат для радиочастотного дизайна супергетеродинного приемника с двойным преобразованием. Первое преобразование использует генератор переменной частоты, который преобразует сигнал в первую ПЧ.

  Супергетеродинное преобразование с двойным преобразованием с использованием синтезатора частоты для первого гетеродина

  Хотя обычно на первой ПЧ обеспечивается небольшая избирательность, часто для обеспечения некоторой фильтрации по соседнему каналу может использоваться фильтр, известный как руфинг-фильтр. Это предотвращает перегрузку очень сильными сигналами соседних каналов на более поздних стадиях ПЧ. Однако основная избирательность по-прежнему обеспечивается в низкочастотных каскадах ПЧ.

  Первый гетеродин обычно представляет собой синтезатор частоты, поскольку он широко используется, относительно дешев и прост в реализации. Они обладают превосходной стабильностью и могут быть запрограммированы с помощью микропроцессора, что позволяет использовать такие функции, как ввод частоты с клавиатуры, ручка настройки (управляемая через процессор), сканирование и многое другое.

  Примечание по синтезаторам частоты:

  ВЧ-синтезаторы частоты позволяют создавать стабильные сигналы и управлять ими с помощью программируемого входа. Существует несколько различных типов синтезаторов: некоторые основаны на методах фазовой автоподстройки частоты, а другие используют цифровые технологии для непосредственного создания формы волны. Часто полные синтезаторы могут включать в себя один или несколько типов технологии 9.0012

  Подробнее о Синтезаторы частот.

  Даже в этом радиолюбительском приемопередатчике среднего диапазона используется супергетеродинная радиочастотная конструкция с множественным преобразованием
.

Существует множество способов реализации супергетеродинной топологии с множественным преобразованием. Не существует жесткого и быстрого шаблона для оптимальной топологии. Некоторые даже меняют топологию внутри радио в зависимости от используемого диапазона. Таким образом, можно выбрать наилучший вариант для предполагаемых частот и типа применения.

Супергетеродинный приемник с тройным преобразованием

Для некоторых усовершенствованных радиочастотных конструкций, особенно использующих микроволновые частоты, могут быть преимущества использования трех преобразований, а иногда и большего количества. Хотя эти приемники менее распространены, есть некоторые усовершенствованные приемники, часто для профессиональных или первоклассных любительских радиоприложений, которым требуется такое количество преобразований для достижения очень высокого уровня необходимых характеристик.

Их радиочастотная конструкция обеспечивает высокий уровень селективности по близлежащим или соседним каналам, при этом обеспечивая высокий уровень подавления изображения. Для приложений, где обе характеристики особенно важны, этого можно достичь только с помощью ряда процессов преобразования. В подобных случаях могут потребоваться супергетеродинные приемники с тройным преобразованием, хотя затраты, естественно, высоки, учитывая необходимость в дополнительных схемах.

Эти супергетеродинамические радиостанции с множественным преобразованием могут использовать множество различных топологий, некоторые из которых сначала выполняют преобразование частоты с повышением частоты, а затем — понижающее преобразование. Некоторые даже используют разное количество преобразований в зависимости от принимаемых частот. Есть много разных подходов, которые можно использовать.

Двойной супергетеродинный радиоприемник обычно используется там, где требуется высокий уровень производительности — часто для высокопроизводительного мониторинга и двусторонней радиосвязи. Требуемая дополнительная схема увеличивает стоимость, и чтобы свести к минимуму возникновение паразитных сигналов в приемнике, проектирование должно выполняться с осторожностью. Тем не менее, можно достичь очень высокого уровня производительности с двойным супергетеродинным радиоприемником или, где это особенно необходимо, с тройным супергетеродинным радиоприемником.

Другие основные темы радио:
Радиосигналы Типы и методы модуляции Амплитудная модуляция Модуляция частоты OFDM ВЧ микширование Петли фазовой автоподстройки частоты Синтезаторы частоты Пассивная интермодуляция ВЧ аттенюаторы ВЧ-фильтры РЧ циркулятор Типы радиоприемников Суперхет радио Избирательность приемника Чувствительность приемника Приемник с сильным сигналом Динамический диапазон приемника
    Вернуться в меню тем радио. . .

Двойное преобразование в гетеродинном приемнике

• Сообщение от Санчита Саркар, Ата Саррафинажад, Ахсан Гонче
• Рубрики Блог, Проектирование радиочастотных систем приемников, Темы радиочастот, Передатчики и приемопередатчики — RAHRF409
• Дата 23 августа 2021 г.

Двойное преобразование

Как обсуждалось в предыдущем разделе «Отклонение изображения и выбор канала», между ними существует постоянный компромисс. В низких w _IF, есть эффективная фильтрация, но подавление изображения недостаточное, а в высоких w _IF, подавление изображения лучше, но у нас будет проблема с выбором канала. Таким образом, чтобы решить эту проблему, гетеродинные приемники могут быть расширены для поддержки нескольких преобразований с понижением частоты. Так, например, может быть два каскада смесителей и две ПЧ.

Первая ПЧ: На первом этапе, когда мы пытаемся выбрать высокую ПЧ для максимального подавления изображения, то w _IF1 = w _LO1 – w _{в 9015 5} (высокая боковая инжекция), поэтому изображение будет далеко от канала, а при разработке надлежащего полосового фильтра сигнал изображения может быть полностью ослаблен.

Второй ЕСЛИ: На втором этапе у нас будет низкий ЕСЛИ, поэтому w _LO2 – w _IF1 = w _IF2 . Здесь w _IF1 является результатом первого микшера, поэтому мы получим w _IF2 , что является более низким значением, позволяющим нам иметь эффективный выбор канала. Таким образом, это преобразование с понижением частоты происходит для преобразования канала в более низкую ПЧ для разработки фильтров с высокой добротностью и максимального выбора канала.

Пошаговый процесс двойного преобразования в гетеродинном приемнике

Во-первых, у нас есть сигналы от антенны, в том числе помехи вокруг нужного канала, а также помехи за пределами полосы, и есть сигнал изображения, близкий к нашему каналу. Этот фильтр имеет резкое затухание на более низкой частоте, чем на высокочастотной стороне, как показано на рисунке ниже; следовательно, используя этот фильтр BFP1 , помехи на более низкой частоте могут быть ослаблены, но сигнал изображения не может быть полностью ослаблен в этой точке. Следовательно, у нас есть второй фильтр BPF2 после МШУ, который является фильтром подавления изображения. Таким образом, сигнал изображения на этом этапе ослабляется. До первого смесителя w _IF высокий, что означает, что расстояние между win и w _LO достаточно большое W _IF1 = W _LO1 – W _дюйм 9 0012

Для выбора нужного канала и избавиться от помех внутри канала, будут использоваться второй микшер и фильтры. После первого смесителя у нас есть помехи вокруг канала, как показано на рисунке. Мы так используем BPF3 , который находится в IF, мы можем разработать фильтр с низкой добротностью, который в некоторой степени ослабит помеху. Таким образом, Channel теперь преобразуется с понижением частоты в w _IF1 . После BPF3 есть усилитель ПЧ, теперь помехи немного ослабляются, но не настолько, потому что дерево полосовой фильтрации разработано в ПЧ1 и имеет низкую добротность, поэтому используйте второй микшер, где канал понижается до w _IF2, а так как IF2 низкий, мы можем разработать фильтр с высокой добротностью BPF4 . Итак, теперь после фильтрации мы получаем нужный нам канал без нежелательных помех. После этого при дополнительном усилении сигнал отправляется на демодуляцию.

Таким образом, гетеродинный приемник с двойным преобразованием имеет входящие сигналы с изображением и другими полосами, которые будут ослаблены в BPF1. BPF2 — это фильтр подавления изображений. И BPF1, и BPF2 являются в некотором роде идентичными фильтрами, однако требуются два уровня ослабления, чтобы быть уверенным, что изображение будет достаточно ослаблено. Первый микшер предназначен для высокой ПЧ, чтобы исключить изображение. Теперь мы можем перейти к w _IF1 , а затем есть еще один фильтр BPF3 для ослабления помехи, которой недостаточно, и, наконец, после преобразования с понижением частоты вторым смесителем BPF4 используется в низкой добротности для выбора желаемого канала и полного избавления от помех.

 

Узнайте больше по этой теме, пройдя полный курс ’ Проектирование радиочастотных систем приемников, передатчиков и трансиверов – RAHRF409’ .