Преобразователь частоты (радиотехника): различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
(Показать все непатрулированные изменения)
[непроверенная версия][непроверенная версия]
← Предыдущая правка
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
м откат правок 94.180.133.28 (обс) к версии OneLittleMouse
м →Преамбула: орфография
 
(не показано 40 промежуточных версий 28 участников)
Строка 1: Строка 1:
{{Другие значения|Преобразователь частоты}}
{{Другие значения|Преобразователь частоты}}
'''Преобразователь частоты''' — [[электрическая цепь]], осуществляющая преобразование [[частота|частоты]]<ref>Преобразование частот радиосигнала — процесс переноса полосы радиочастот, занимаемой сигналом, в другую часть частотного спектра. ГОСТ 24375-80. Радиосвязь. Термины и определения.</ref> и включающая [[гетеродин]], [[Смеситель (электроника)|смеситель]] и [[полосовой фильтр]] (в отдельных случаях полосовой фильтр может отсутствовать)<ref name="ГОСТ24375">ГОСТ 24375-80. Радиосвязь. Термины и определения.</ref>.
'''Преобразователь частоты''' — радиоэлектронное устройство для преобразования электрического (электромагнитного) сигнала путём переноса его спектра на некоторый интервал по оси [[частота|частот]].

Преобразователем частоты, в состав которого входят три функциональные группы (смеситель, гетеродин, фильтр), иногда ошибочно называют смеситель.


== Применение ==
== Применение ==
Преобразователь частоты применяется, главным образом, в [[Супергетеродинный радиоприёмник|супергетеродинных радиоприёмниках]], а также в различных [[Радиоизмерительные приборы|радиоизмерительных приборах]] — селективных [[вольтметр]]ах, [[Анализатор спектра|анализаторах спектра]], [[Измеритель модуляции|модулометрах и девиометрах]], установках для измерения [[Ослабление (электромагнитного сигнала)|ослаблений]]. Его применение в этих случаях позволяет снизить рабочую частоту основного тракта усиления и селекции сигнала (тракта ПЧ), также сделать этот тракт неперестраеваемым, то есть, для настройки радиоприёмника на разные несущие частоты изменяется частота [[гетеродин]]а преобразователя, несущая частота выходного сигнала, называемая промежуточной частотой (ПЧ), остаётся неизменной. Кроме выработки сигнала ПЧ преобразователь может использоваться и в других случаях, например, ультразвуковых [[Линия задержки|линиях задержки]] электромагнитного СВЧ-сигнала.
Преобразователь частоты применяется в [[радиоприемник]]ах, построенных по [[Супергетеродинный радиоприёмник|супергетеродинной]] схеме, в устройствах генерирования и формирования сигнала (в [[радиопередатчик]]ах, [[Синтезатор частот|синтезаторах частот]]), различных [[Радиоизмерительные приборы|радиоизмерительных приборах]] (селективных [[вольтметр]]ах, [[Анализатор спектра|анализаторах спектра]], [[Измеритель модуляции|модулометрах и девиометрах]], установках для измерения [[Ослабление электромагнитного сигнала|ослаблений]]).

Например, в супергетеродинном радиоприемнике с фиксированным значением [[Промежуточная частота|промежуточной частоты]] перенос полосы радиочастот сигнала вниз (реже — верх) позволяет применять неперестраиваемый сложный [[Электромеханический фильтр|фильтр основной селекции]] с высокой прямоугольностью [[Полоса пропускания|частотной характеристики]] для подавления помех по соседнему каналу (то есть качественно улучшить частотную избирательность по сравнению с [[Радиоприёмник прямого усиления|радиоприемником прямого усиления]]), а также использовать [[усилитель промежуточной частоты]], более эффективный по сравнению с диапазонным усилителем радиочастоты. Перестройка частот такого радиоприемника осуществляется изменением частоты входящего в состав преобразователя частоты гетеродина.


[[Изображение:odnol_preobr_1a1p.jpg|right|thumb||Схема однолампового преобразователя частоты на отечественном гептоде 1А1П]]
== Устройство и принцип действия ==
== Устройство и принцип действия ==
⚫
Функционально преобразователь частоты включает в себя три составные части — гетеродин, смеситель и выходной [[полосовой фильтр]]. Гетеродин представляет собой генератор сигнала синусоидальной формы, настраеваемый, либо с фиксированной частотой. Смеситель — основная часть преобразователя, нелинейное электронное устройство, в котором происходит образование нужного спектра. Принцип действия смесителя состоит в том, в результате нелинейных процессов образуются комбинационные [[Гармонический сигнал|гармоники]], частоты которых равны разностям или суммам частот гармоник входных сигналов либо частот кратных частотам исходных гармоник. Амплитуды полученных комбинационных гармоник пропорциональны амплитудам исходных, таким образом, каждый из наборов комбинационных гармоник (разностных, суммарных, разностных и суммарных кратным) эквивалентен спектру входного сигнала, сдвинутому по частоте. Полосовой фильтр предназначен для селекции нужного набора гармоник, обычно выполнен по стандартной схеме полосового фильтра на LC-элементах.


⚫
Функционально преобразователь частоты включает в себя три составные 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 нужного спектра. Принцип действия смесителя состоит в том, что в результате нелинейных процессов образуются комбинационные [[Гармонический сигнал|гармоники]], частоты которых равны разностям или суммам частот гармоник входных сигналов, либо частот, кратных частотам исходных гармоник. Амплитуды полученных комбинационных гармоник пропорциональны амплитудам исходных; таким образом, каждый из наборов комбинационных гармоник (разностных, суммарных, разностных и суммарных кратным) эквивалентен спектру входного сигнала, сдвинутому по частоте. Полосовой фильтр предназначен для селекции нужного набора гармоник, обычно выполнен по стандартной схеме полосового фильтра на LC-элементах.
⚫
Конструктивно преобразователь частоты может быть выполнен в виде единого устройства, в том числе на интегральной микросхеме с дополнительными элементами, в виде двух блоков (блок гетеродина и блок смесителя с фильтром) либо, в некоторых случаях, в разнесённом виде, например, в установках для измерения ослаблений смеситель и фильтр представляют собой обособленные устройства, а в качестве гетеродина используется сторонний [[измерительный генератор]], не входящий в комплект установки.

⚫
Конструктивно преобразователь частоты может быть выполнен в виде единого устройства, в том числе на интегральной микросхеме с дополнительными элементами, в виде двух блоков (блок гетеродина и блок смесителя с фильтром) либо, в некоторых случаях, в разнесённом виде. Например, в установках для измерения ослаблений смеситель и фильтр представляют собой обособленные устройства, а в качестве гетеродина используется сторонний [[измерительный генератор]], не входящий в комплект установки.


== Характеристики преобразователей частоты ==
== Характеристики преобразователей частоты ==
* По частотным свойствам возможны два варианта преобразователей
* По частотным свойствам возможны два варианта преобразователей
** С перестраиваемым гетеродином и фиксированным значением несущей выходного сигнала — наиболее распространённый вариант, используемый в радиоприёмных и измерительных устройствах. Частотными параметрами в этом случае являются: диапазон перестройки гетеродина (и следовательно диапазон входных сигналов) и значение несущей выходного сигнала (ПЧ)
** С перестраиваемым гетеродином и фиксированным значением несущей выходного сигнала — наиболее распространённый вариант, используемый в радиоприёмных и измерительных устройствах. Частотными параметрами в этом случае являются: диапазон перестройки гетеродина (и следовательно диапазон входных сигналов) и значение несущей выходного сигнала (ПЧ)
** С фиксированным гетеродином — используется в специальных случаях, в качестве частотных параметров при этом будут: допустимые значения частоты входного сигнала и значение величины переноса спектра
** С фиксированным гетеродином — используется в специальных случаях, в качестве частотных параметров при этом будут: допустимые значения частоты входного сигнала и значение величины переноса спектра
* Внутренние параметры преобразователя зависят от типа нелинейного элемента в смесителе
* Внутренние параметры преобразователя зависят от типа нелинейного элемента в смесителе
** Крутизна преобразования — отношение амплитуды выходного тока (при закороченном выходе) к амплитуде напряжения входного сигнала
** Крутизна преобразования — отношение амплитуды выходного тока (при закороченном выходе) к амплитуде напряжения входного сигнала
** Внутренний коэффициент усиления — отношение амплитуды напряжения ПЧ к амплитуде напряжения входного сигнала
** Внутренний коэффициент усиления — отношение амплитуды напряжения ПЧ к амплитуде напряжения входного сигнала
** Коэффициент шума преобразователя
** Коэффициент шума преобразователя

⚫
== Литература ==
⚫
* '''Справочник по радиоэлектронным устройствам'''. Т. 1 / Под ред. Д. П. Линде — М.: Энергия, 1978
⚫
* '''Полупроводниковые приёмно-передающие устройства'''. Справочник радиолюбителя / Р. М. Терещук и др. — Киев: Наукова думка, 1981

⚫
== Ссылки ==
* [http://digital.sibsutis.ru/WLL/Smes.htm Смесители (Преобразователи частоты)]
* [http://digital.sibsutis.ru/WLL/DiodSmes.htm Диодный смеситель]
* [http://digital.sibsutis.ru/WLL/BalSmes.htm Балансные смесители]
* [http://digital.sibsutis.ru/WLL/KolSmes.htm Кольцевые смесители]
* [http://digital.sibsutis.ru/WLL/trnzsmes.htm Смесители на транзисторах]
⚫
* [http://cityradio.narod.ru/kv/handmake/eff_preob.html Высокоэффективный преобразователь частоты]
⚫
* [http://www.ioffe.ru/journals/jtf/2005/10/p85-93.pdf Преобразователь частоты диапазона СВЧ на нелинейном сегнетоэлектрическом конденсаторе]


== См. также ==
== См. также ==
* [[Гетеродинирование]]
* [[Смеситель (электроника)]]
* [[Гептод]]
* [[Гептод]]
* [[Супергетеродинный радиоприёмник]]
* [[Супергетеродинный радиоприёмник]]
* [[Гетеродин]]
* [[Гетеродин]]
* [[Полосовой фильтр]]
* [[Полосовой фильтр]]

* [http://ru.wikipedia.org/wiki/Частотно-регулируемый_привод Частотно-регулируемый_привод]
⚫
== Литература ==
⚫
* Справочник по радиоэлектронным устройствам. Т. 1 / Под ред. Д. П. Линде — М.: Энергия, 1978
⚫
* Полупроводниковые приёмно-передающие устройства. Справочник радиолюбителя / Р. М. Терещук и др. — Киев: Наукова думка, 1981

== Примечания ==
{{примечания}}

⚫
== Ссылки ==
⚫
* [https://web.archive.org/web/20020416232201/http://cityradio.narod.ru/kv/handmake/eff_preob.html Высокоэффективный преобразователь частоты]
⚫
* [http://www.ioffe.ru/journals/jtf/2005/10/p85-93.pdf Преобразователь частоты диапазона СВЧ на нелинейном сегнетоэлектрическом конденсаторе]

{{Радиоприёмник}}


[[Категория:Радиотехника]]
[[Категория:Радиотехника]]

Текущая версия от 18:48, 5 марта 2023

У этого термина существуют и другие значения, см. Преобразователь частоты.

Преобразователь частоты — электрическая цепь, осуществляющая преобразование частоты[1] и включающая гетеродин, смеситель и полосовой фильтр (в отдельных случаях полосовой фильтр может отсутствовать)[2].

Преобразователем частоты, в состав которого входят три функциональные группы (смеситель, гетеродин, фильтр), иногда ошибочно называют смеситель.

Применение

[править | править код]

Преобразователь частоты применяется в радиоприемниках, построенных по супергетеродинной схеме, в устройствах генерирования и формирования сигнала (в радиопередатчиках, синтезаторах частот), различных 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) позволяет применять неперестраиваемый сложный фильтр основной селекции с высокой прямоугольностью частотной характеристики для подавления помех по соседнему каналу (то есть качественно улучшить частотную избирательность по сравнению с радиоприемником прямого усиления), а также использовать усилитель промежуточной частоты, более эффективный по сравнению с диапазонным усилителем радиочастоты. Перестройка частот такого радиоприемника осуществляется изменением частоты входящего в состав преобразователя частоты гетеродина.

Устройство и принцип действия

[править | править код]

Функционально преобразователь частоты включает в себя три составные 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 нужного спектра. Принцип действия смесителя состоит в том, что в результате нелинейных процессов образуются комбинационные гармоники, частоты которых равны разностям или суммам частот гармоник входных сигналов, либо частот, кратных частотам исходных гармоник. Амплитуды полученных комбинационных гармоник пропорциональны амплитудам исходных; таким образом, каждый из наборов комбинационных гармоник (разностных, суммарных, разностных и суммарных кратным) эквивалентен спектру входного сигнала, сдвинутому по частоте. Полосовой фильтр предназначен для селекции нужного набора гармоник, обычно выполнен по стандартной схеме полосового фильтра на LC-элементах.

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

Характеристики преобразователей частоты

[править | править код]
  • По частотным свойствам возможны два варианта преобразователей
    • С перестраиваемым гетеродином и фиксированным значением несущей выходного сигнала — наиболее распространённый вариант, используемый в радиоприёмных и измерительных устройствах. Частотными параметрами в этом случае являются: диапазон перестройки гетеродина (и следовательно диапазон входных сигналов) и значение несущей выходного сигнала (ПЧ)
    • С фиксированным гетеродином — используется в специальных случаях, в качестве частотных параметров при этом будут: допустимые значения частоты входного сигнала и значение величины переноса спектра
  • Внутренние параметры преобразователя зависят от типа нелинейного элемента в смесителе
    • Крутизна преобразования — отношение амплитуды выходного тока (при закороченном выходе) к амплитуде напряжения входного сигнала
    • Внутренний коэффициент усиления — отношение амплитуды напряжения ПЧ к амплитуде напряжения входного сигнала
    • Коэффициент шума преобразователя

См. также

[править | править код]

Литература

[править | править код]
  • Справочник по радиоэлектронным устройствам. Т. 1 / Под ред. Д. П. Линде — М.: Энергия, 1978
  • Полупроводниковые приёмно-передающие устройства. Справочник радиолюбителя / Р. М. Терещук и др. — Киев: Наукова думка, 1981

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ Преобразование частот радиосигнала — процесс переноса полосы радиочастот, занимаемой сигналом, в другую часть частотного спектра. ГОСТ 24375-80. Радиосвязь. Термины и определения.
  2. ↑ ГОСТ 24375-80. Радиосвязь. Термины и определения.

Ссылки

[править | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=Преобразователь_частоты_(радиотехника)&oldid=129056221