Полезно: Как жаль, что реальные смесители неидеальны! Они, во-первых, детектируют входной сигнал, что порождает, так называемые, ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ПОМЕХИ!
Во-вторых, смешивают РАЗЛИЧНЫЕ входные сигналы между собой. Это можно себе представить так, будто один из сигналов БЕРЕТ НА СЕБЯ функцию гетеродинного сигнала для другого! Эти помехи получили наименование ИНТЕРМОДУЛЯЦИОННЫХ!
Если немодулированная по амплитуде помеха достаточно велика, то ее сигнал может продетектироваться в смесителе, создавая на его нелинейных элементах (диодах, транзисторах и т.д.) постоянное смещение. Коэффициент передачи смесителя при этом — падает, а шумы — возрастают! Это явление называют ЗАБИТИЕМ!
Есть еще такая разновидность помех, как ШУМОВАЯ МОДУЛЯЦИЯ. При воздействии сильного ВНЕПОЛОСТНОГО сигнала увеличивается общий уровень шумов приемника. Шумовая модуляция зависит от того, насколько чистый спектр имеет сигнал собственного гетеродина приемника!
“А”: То есть следует самым тщательным образом “вылизывать” форму ;. сигнала гетеродина?
“С”: Именно так! Поскольку, хотя и незначительно, тепловой шум по амплитуде и фазе МОДУЛИРУЕТ напряжение гетеродина. При этом, ЧЕМ ВЫШЕ ДОБРОТНОСТЬ КОНТУРА гетеродина, тем меньше амплитуда его спектрального “мусора”!
А вот еще один неприятный случай! Представьте себе, что вблизи от вашей частоты настройки находится мощный сигнал AM-станции, содержащий и несущую, и боковые полосы. При детектировании его на выходе смесителя выделяются частоты модуляции. Причем, вращением ручки настройки (то есть изменением частоты гетеродина) отстроиться от помехи НЕВОЗМОЖНО! Приемник работает в режиме ПРЯМОГО детектирования, т.е. — как детекторный!
ПЕРЕКРЕСТНАЯ МОДУЛЯЦИЯ поясняется тем, что мощная помеха детектируется в высокочастотных каскадах! При этом продетектированный сигнал ИЗМЕНЯЕТ их коэффициент передачи, модулируя полезный сигнал.
Что касается ИНТЕРМОДУЛЯЦИОННЫХ помех, то они возникают при условии, что два ВНЕПОЛОСНЫХ сигнала fвпl и fвп2 удовлетворяют следующему условию:
2fвпl — fвп2 = f (частоте, попадающей в полосу пропускания приемника).
“А”: Уважаемый Спец, то что мы с Незнайкиным сейчас узнали, настолько нас обеспокоило, что может стоит составить своего рода “рецепт” как бороться со всем этим безобразием?
“С”: Я не против... Значит, во-первых... Шумовая модуляция. Основной способ борьбы с ней — это, как уже было подмечено, усердие и терпение при проектировании и изготовлении гетеродина! Во-вторых, перекрестные и интермодуляционные помехи... Ряд авторов-профессионалов предлагают рассмотреть следующую номограмму, характеризующую ЗАВИСИМОСТЬ УРОВНЯ ПОМЕХ ОТ НАПРЯЖЕНИЙ СИГНАЛОВ (рис. 7.5).
Здесь на горизонтали отложены напряжения полезных и мешающих сигналов на ВХОДЕ ПРИЕМНИКА, а по вертикали — напряжения сигналов на ВЫХОДЕ, приведенные ко входу. Т.е. поделенные на полный коэффициент усиления приемника — К0. Тогда прямая 1 соответствует полезному сигналу и имеет единичный наклон, поскольку напряжение сигнала на входе совпадает с приведенным выходным напряжением. Естественно, что такая зависимость будет наблюдаться в области не слишком больших сигналов.
Тогда, сняв реальную характеристику (амплитудную) радиочастотного тракта приемника, можно определить и уровень забития. Это произойдет, когда входное напряжение будет таким, что реальная характеристика ОТКЛОНЯЕТСЯ на 3 дБ от прямой 1.
“А”: А в чем на этой номограмме выражены уровни сигналов?
“С”: Уровни сигналов могут выражаться в микровольтах или децибелах. Используются также ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ единицы измерения: дБмкв — т.е. отношение НАПРЯЖЕНИЯ сигнала к одному микровольту, выраженное в децибелах, иначе — 20 lg(UCигн/l мкв), и дБм — т.е. отношение МОЩНОСТИ сигнала к одному миливатту, также ( в децибелах — 10 1g(Pcигн/l мвт).
На рис. 7.5 приведены ТРИ шкалы, что облегчает перевод одних единиц в другие. Нижняя шкала (дБм) соответствует верхним только в том случае, если rbx приемника равно 75 Ом! Для входного сопротивления 50 Ом к значениям шкалы дБм следует добавлять 2 дБ.
Если в смесителе присутствует нелинейность, из-за наличия в ВАХ (вольт-амперной характеристике) квадратичных членов возникают, как говорилось, перекрестные помехи. Причем, напряжение перекрестной помехи на выходе пропорционально КВАДРАТУ входного напряжения! Этот факт и характеризует линия 2! По графику всегда можно найти Кам как расстояние по горизонтали между прямыми 1 и 2 при заданном уровне полезного сигнала.
“А”: Получается, что на нашем рисунке определено значение Кам при уровне полезного сигнала 1 мкВ! Найденное значение будет соответствовать случаю 100 процентной модулированной помехи!
“С”: Верно! Но если брать коэффициент модуляции 30 процентов, то найденное значение надо увеличить в 3,3 раза, т.е. на 10 дБ.
Из номограммы также видно, что Кам...
“Н”: Простите, а что такое Кам?
“С”: Кам - это КОЭФФИЦИЕНТ ПОДАВЛЕНИЯ амплитудной модуляции, который сильно зависит от выбранного уровня сигнала! Если в одинаковой степени уменьшать уровень и полезного сигнала, и помехи на входе, то при этом Кам — ВОЗРАСТАЕТ! Отсюда следует важнейший вывод! Можно даже сказать более образно — краеугольный камень в проектировании радиоприемников:
ПРИ ЛЮБОМ ТИПЕ СМЕСИТЕЛЯ УВЕЛИЧЕНИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ СО ВХОДА СМЕСИТЕЛЯ ОДНОВРЕМЕННО УВЕЛИЧИВАЕТ РЕАЛЬНУЮ СЕЛЕКТИВНОСТЬ!
Вот почему в структурной схеме приемника Роде применен аттенюатор!
“А”: Если я правильно понял, уменьшая напряжение ВСЕХ сигналов на входе — и полезных, и мешающих в два раза (6 дБ), мы уменьшаем полезный сигнал на выходе тоже в два раза. А перекрестная помеха на выходе при этом УМЕНЬШАЕТСЯ В ЧЕТЫРЕ РАЗА!?
“С”: Ты всегда все быстро схватываешь! Но помни, что главным средством повышения реальной селективности остается улучшение качества смесителей! Поскольку с улучшением параметров смесителя линия 2 сдвигается ВПРАВО!
“Н”: А что интермодуляционные помехи?
“С”: Это уже, так называемые, помехи третьего порядка. То есть напряжение помехи на выходе приемника пропорционально КУБУ ВХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ИНТЕРФЕРИРУЮЩИХ СИГНАЛОВ! Что и представлено зависимостью 3. Откуда следует, что для снижения помех этого вида повышение чувствительности со входа смесителя и применение аттенюатора на входе приемника — еще более эффективны!
“А”: А что имеют в виду, когда говорят, что реальная селективность приемника определяется его ДИНАМИЧЕСКИМ ДИАПАЗОНОМ?
“С”: Имеют в виду следующее... Нижнюю границу динамического диапазона принимают равной уровню СОБСТВЕННЫХ ШУМОВ Um, приведенному ко входу. Верхняя граница соответствует напряжению на входе, при котором продукты ПЕРЕКРЕСТНЫХ ИСКАЖЕНИЙ и ИНТЕРМОДУЛЯЦИОННЫХ ИСКАЖЕНИЙ равны внутренним шумам!...
“Н”: Я что-то не врубаюсь!...
“С”: Ну подумай!... Если напряжения двух сигналов (а мы о них уже говорили выше, это fвnl и f вn2) равны или ниже верхней границы динамического диапазона, то их сигналы прослушиваются только НА ИХ СОБСТВЕННЫХ ЧАСТОТАХ! Если же напряжения этих сигналов больше, то на фоне шумов слышны их биения (перекрестная помеха, не зависящая от частоты настройки). Или же сигналы прослушиваются еще на двух частотах!
“А”: А именно, на каких?
“С”: Да хотя бы на:
2f вп1 – fвп2 , и 2f вп2 - f вп1 !
На графике динамический диапазон по перекрестным D2 и интермодуляционным D3 помехам находят, отсчитав по вертикали расстояние от точки пересечения, соответственно, прямой 2 или 3 с горизонтальной линией, соответствующей уровню шумов, до прямой!
“А”: А если ДИНАМИЧЕСКИЙ ДИАПАЗОН необходимо охарактеризовать только одним значением?
“С”: Тогда выбирай наименьшее из двух и не ошибешься! Вообще можно считать, что реальную селективность полностью определяют две “точки пересечения” А, и аз- Они получаются при продолжении прямых 2 и 3 до пересечения с прямой! -Из книги Кульского "КВ приёмник мирового уровня-это очень просто."
