PRZEMIANA CZĘSTOTLWIOŚCI

Transkrypt

1 EiT Vemetr AE kłady radioelektroniczne 1/1 PRZEMIANA CZĘSTOTLWIOŚCI Cel toowania: Przeunięcie ygnału w zakre czętotliwości, w którym łatwo go można dalej przekztałcać. Operacja nie zmienia kztałtu widma ygnału, zmienia jedynie jego położenie. Przykład: W telewizji atelitarnej ygnał z atelity ma czętotliwość ok. 1 GHz wykonujemy przemianę w zakre do 1 GHz (tałwa tranmija, dotępne układy demodulacyjne) W przypadku przemiany czętotliwości ygnał podlegający przemianie najczęściej jet zmodulowany! W proceie przemiany czętotliwości biorą udział dwa ygnały: ygnał o czętotliwości f, którego czętotliwość podlega przemianie - zazwyczaj jet on zmodulowany ygnał o czętotliwości f z generatora lokalnego, zwanego eterodyną, duży poziom, operacja nielniowa względem tyc wrót. fp Przemianie czętotliwości podlegają wzytkie prążki widma ygnału zmodulowanego, przy czym położenie prążków bocznyc ulega lutrzanemu odbiciu. Przemiana czętotliwości natępuje w wyniku takiego zmiezania tyc ygnałów, że otrzymuje ię ygnał wynikowy o czętotliwości pośredniej f p, którą wyliczamy ze wzorów: f fp f f+ f przemiana w dół: f p = f - f, jeżeli f > f (najczęściej) przemiana w górę f p = f + f

2 EiT Vemetr AE kłady radioelektroniczne /1 Proce przemiany czętotliwości jet przykładem nieliniowego przetwarzania ygnałów. zykuje ię ją w układzie mnożącym w natępujący poób. Przyjmijmy, że u co t, u co t uwy W wyniku wymnożenia tyc dwóc ygnałów otrzymamy 1 uwy k u co t u co t k u u co k- tała układu przemiany t co t f - f jet to kładowa o czętotliwości pośredniej, którą wykorzytujemy f + f jet to kładowa niepożądana, którą odfiltrujemy Tak więc w wyniku wymnożenia dwóc ygnałów o różnyc czętotliwościac otrzymuje ię, po odfiltrowaniu kładowyc niepożądanyc, ygnał o czętotliwości pośredniej, czyli przemianę czętotliwości. Powyżza ytuacja to przypadek idealny!

3 EiT Vemetr AE kłady radioelektroniczne 3/1 Typowa konfiguracja układu przemiany Miezacz m Wzmacniacz p.cz. p Heterodyna Na wyjściu miezacza uzykuje ię tzw. produkty miezania. Są nimi napięcia o czętotliwościac tanowiącyc umę i różnicę czętotliwości ygnału w.cz. (f ) oraz eterodyny (f ) oraz ic armoniczne, np. (f ± f ), (f ± f ), (3f ± f ), (3f ± f ) itd. f wy miezacza mf nf Z tyc wzytkic ygnałów o różnyc czętotliwościac intereujący jet tylko ygnał o jednej czętotliwości f p = f - f. Ten jeden ygnał zwany ygnałem o czętotliwości pośredniej (f p ) zotaje wydzielony obwodami elektywnymi, a wzytkie ygnały o innyc czętotliwościac o dość znacznyc wartościac zotają tłumione. Z układem przemiany czętotliwości ZAWSZE wpółpracuje filtr wydzielający pożądaną kładową. Rodzaje miezaczy: umacyjne, iloczynowe, zrównoważone.

4 EiT Vemetr AE kłady radioelektroniczne 4/1 Miezacz umacyjny f-4f f-3f f-f f-f f f-4f f-3f f-f f-f f 3f-4f 3f-3f 3f-f 3f-f 3f f 3f 4f 5f f f+f f+f f+3f f+4f f+f f+f f+3f f+4f 3f+f 3f+f 3f+3f 3f+4f I c a 1 m cot co t ( ) a a a (WAGA! WZÓR FNKCJI ZALEŻY OD CHARAKTERYSTYKI ELEMENT FNKCJA KWADRATOWA JEST TYLKO PRZYKŁADEM!) I I c c a a m m co a m t a a m m m a co t co t co t a m co t a m m m co t co( ) t a m m m co( ) t

5 EiT Vemetr AE kłady radioelektroniczne 5/1 Miezacz iloczynowy k wy wy k m k co t co t m k co( ) t m m m m wy co( ) t

6 EiT Vemetr AE kłady radioelektroniczne 6/1 Miezacze zrównoważone pojedynczo zrównoważony podwójnie zrównoważony (kołowy, pierścieniowy) Brak kładowej o czętotliwości eterodyny i jej wielokrotności na wyjściu Idealna izolacja dla idealnej ymetrii układu Brak kładowyc ygnału i eterodyny na wyjściu Brak produktów przemiany z parzytymi armonicznymi eterodyny Przykłady aplikacji calonyc układy erii ADE (Mini Circuit)

7 EiT Vemetr AE kłady radioelektroniczne 7/1 Miezacze zrównoważone tranzytorowe Kontrukcje calone - tzw. układ Gilberta lub układ mnożący czteroćwiartkowy

8 EiT Vemetr AE kłady radioelektroniczne 8/1 Parametry miezaczy czętotliwości nacylenie carakterytyki przemiany czętotliwości, obliczane na podtawie zależności S p I p We Miezacz Ip Wy p Heterodyna Wpółczynnik wzmocnienia przemiany czętotliwości tounek amplitudy napięcia o czętotliwości pośredniej do amplitudy napięcia ygnału w.cz. p K p (najczęściej wyrażany w db) W przypadku miezaczy diodowyc mamy wpółczynnik trat przemiany.

9 EiT Vemetr AE kłady radioelektroniczne 9/1 Zniekztałcenia drugiego i trzeciego rzędu IP i IP3 IP produkty intermodulacji -go rzędu (np. f +f ) IP3 produkty intermodulacji 3-go rzędu (np. f -f ) zczególnie groźne produkty w pobliżu czętotliwości pośredniej Im wyżze IP3 tym mniejze zniekztałcenia nieliniowe IMD odtęp intermodulacyjny odległość pomiędzy poziomem ygnału pożądanego a poziomem produktów 3-go rzędu

10 EiT Vemetr AE kłady radioelektroniczne 10/1 ODBIORNIK SPERHETERODYNOWY ODBIORNIK Z POJEDYNCZĄ PRZEMIANĄ CZĘSTOTLIWOŚCI Odbiór upereterodynowy przetworzenie odbieranego ygnału w.cz. na ygnał w.cz. o tzw. czętotliwości pośredniej. Czętotliwość pośrednia jet równa umie lub różnicy czętotliwości ygnału lub eterodyny. AM 455 khz FM 10.7 MHz

11 EiT Vemetr AE kłady radioelektroniczne 11/1 Wada: obecność ygnału lutrzanego (eliminacja poprzez wprowadzenie II przemiany). Zalety: dobra elektywność, dobra jakość odebranego ygnału, układy filtrów trojone na tałe, łatwa produkcja elementów calonyc VLSI. Sygnał lutrzany ygnał przycodzący z zewnątrz odległy od czętotliwości dotrojenia odbiornika o podwójną wartość czętotliwości pośredniej fp fp fp f f fl

12 EiT Vemetr AE kłady radioelektroniczne 1/1 Odbiornik z podwójną przemianą czętotliwości I przemiana: -50 MHz II przemiana: 465 khz odbiorniki radiokomunikacyjne Odbiornik nałucowy, radiokomunikacja lotnicza I przemiana 75 MHz II przemiana 10,7 MHz