Материал: Левичев В.Г. Радиопередающие и радиоприемные устройства [учеб. пособие]

10т гетеродина

Рис. 2.177. Конструкция и эквивалентная схема смесителя на маячковом диоде

чена внутри маячковрго диода и имеет величину порядка 30 пф. Емкость С а т образована между дисковым выводом анода и анод­ ным цилиндром. Высокочастотный дроссель L № представляет со­ бой небольшую пружинку из фосфористой бронзы. Она создает

=3 / г - / с .

Вприемниках сантиметрового диапазона получить значитель­

ное усиление сигналов на частоте принимаемых колебаний за-

420

труднительно. Поэтому в этих приемниках усилители напряжения высокой частоты часто отсутствуют. В этом случае первым каска­ дом приемника является преобразователь частоты. Если преобра­ зование частоты осуществляется на входе приемника, то его пре­ образователь должен обладать малым уровнем внутренних шу­ мов.

Детектор преобразователя в приемнике сантиметровых волн кроме малого уровня внутренних шумов должен также иметь ма­ лую проходную емкость, малую индуктивность выводов и малое

Рис. 2.178. Устройство и условное обозначение полупроводниковых диодов, при­ меняемых в преобразователях частоты:

а — кремниевый д и о д : б — германиевый д н о д

пролетное время электронов. Такими свойствами обладают только полупроводниковые диоды с точечным контактом. Поэтому в при­ емниках сантиметрового диапазона применяются исключительно диодные преобразователи частоты. В таких преобразователях в качестве смесителя используются специальные кремниевые и гер­ маниевые диоды.

Типичная конструкция кремниевого диода, применяемого в сме­ сителях, показана на рис. 2.178, а. Небольшой кристалл кремния припаян к регулировочному винту и имеет с ним надежное со­ единение. С противоположной стороны кремний имеет контакт с вольфрамовой проволочкой. Площадь этого контакта очень мала (порядка Ю - 6 см2). Такое устройство обладает односторонней про­ водимостью при «аличии ничтожной проходной емкости (десятые доли пикофарады) и очень малого пролетного времени элек­ тронов.

Образец германиевого диода, применяемого в смесителях, изо­ бражен на рис. 2.178,6. Его устройство видно из рисунка. Раз­ меры диода очень малы.

421

Конструктивное выполнение, полупроводниковых диодных сме­ сителей бывает весьма различным. Распространенный вариант коаксиального смесителя 10-сантиметрового диапазона приведен на рис. 2.179,

Петля связи 1 вводится в объемный резонатор антенного пере­ ключателя радиолокационной станции, и в ней наводится ЭДС сигнала. Энергия сигнала по коаксиальной линии 2 поступает к

Рис. 2.179. Типичная конструкция коаксиального диодного смесителя:

полупроводниковому диоду. Входное сопротивление диода не рав­ но волновому сопротивлению линии 2, и поэтому в ней устанав­ ливаются смешанные волны электромагнитного поля. Следова­ тельно, такой отрезок линии обладает свойствами колебательного контура с распределенными постоянными. Частота собственных колебаний этого контура обычно равна средней частоте рабочего диапазона. Добротность коаксиального контура сравнительно мала, так как детектор вносит в него значительное активное со­ противление. А это означает, что полоса пропускания входной ли­ нии широкая (сотни мегагерц). Поэтому при изменении рабочей частоты передатчика радиолокационной станции перестройка вход­ ной линии не всегда обязательна.

422

Колебания от гетеродина подводятся к смесителю по отрезкам коаксиальных линий 3 и 4. Линия 4 заканчивается диском связи, который может перемещаться вдоль линии при помощи регули­ ровочного винта 5. Расстояние от винта до скользящего контак­ та 6 равно четверти волны колебаний гетеродина, и этот отрезок линии представляет собой металлический изолятор.

Изменением положения диска связи осуществляется регули­ ровка степени связи смесителя с гетеродином. Ее всегда уста­ навливают минимально необходимой. В этом случае на выходе

При наличии радиоимпульса, поступающего от антенны, проис­ ходит смешивание двух колебаний, в результате чего возникают биения, которые детектируются. Нагрузкой диода служит колеба­

сячи ом). Для всех других частот его сопротивление мало. По­ этому на контуре ЬКСК создается напряжение промежуточной ча­ стоты, которая равна /пр = /г — /с-

С целью уменьшения потерь энергии сигнала в процессе пре­ образования частоты высокочастотные составляющие тока детек­ тора через контур ЬКСК в разбираемой схеме не пропускаются, а замыкаются внутри самого смесителя. Для этого в смесителе имеется высокочастотный фильтр, состоящий из четвертьволнового стакана 7, который заполнен высокочастотным диэлектриком 8. Такой же диэлектрик имеется между стаканом и наружным про­

4 2 3

проводником образует коаксиальную Линию, разомкнутую Иа конце. Длина этой линии равна четверти волны, распространяю­ щейся в диэлектрике. Если, например, длина волны принимаемых

Если данное условие выполнено, то между точками аб входное сопротивление очень мало. Указанный отрезок коаксиальной ли­ нии обладает свойствами последовательного колебательного кон­ тура, настроенного на частоту сигнала.

Р И С . 2 . 181 . Эквивалентная схема коаксиального диодного преобра­ зователя частоты, изображенного на рис. 2 . 1 7 9

Однако значительная часть высокочастотной энергии все же просачивается к точкам ее. Но между этими точками входное со­ противление для частоты сигнала велико, так как внутренние стенки стакана 7 вместе с внутренним проводом 9 коаксиальной линии образуют короткозамкнутую четвертьволновую линию. Этот участок смесителя обладает свойствами параллельного колеба­ тельного контура, настроенного на частоту сигнала. Поэтому он представляет собой заградительный фильтр для высокочастотных колебаний и в то же время не является препятствием для перемен­ ной составляющей тока промежуточной частоты.

На основании приведенных рассуждений получается эквива­ лентная схема коаксиального диодного преобразователя частоты,

сигнала с колебаниями гетеродина. В результате сложения двух колебаний, имеющих различные частоты, на контуре получается

424

напряжение, амплитуда которого изменяется с частотой возни­

Ввиду этого высокочастотные составляющие тока детектора не по­ падают в контур LKCK, а замыкаются через последовательный кон­ тур Ь'фС'ф. В то же время последовательный контур для перемен­

или строи

ВыхадкУПЧ

ной составляющей промежуточной частоты имеет очень большое сопротивление, а сопротивление параллельного контура для нее ничтожно мало. Поэтому составляющая тока промежуточной ча­

штыря 6 клистрона до окна связи 2 равно нечетному числу чет­ вертей волн. Поэтому энергия колебаний клистрона распростра­ няется только в направлении детектора в виде волны электромаг­ нитного поля типа Н1 0 .

425