Дата последнего обновления файла 1.05.2012

Усилитель второй промежуточной частоты для угловых видов модуляции (усилитель-ограничитель)

При разработке любого блока радиоэлектронного устройства важно выполнять требования, предъявленные к нему на этапе разработке структурной схемы. При разработке структурной схемы радиоприемного устройства мы определили, что от усилителя второй промежуточной частоты требуется обеспечить максимальное усиление мощности принимаемого сигнала. Именно усилитель второй промежуточной частоты доводит уровень сигнала до значения, необходимого для нормальной работы ЧМ демодулятора, тем самым обеспечивая необходимую чувствительность приемника радиостанции. В то же самое время уровень принимаемого сигнала может быть достаточно большим при работе на небольшом расстоянии от передатчика.

При работе с угловыми (частотными или фазовыми) видами модуляции, такими как частотная модуляция, GMSK, полезная информация заложена в изменении частоты или фазы, поэтому после выделения диапазона частот полезного сигнала, в ряде случаев можно потерять информацию об амплитуде исходного сигнала. Естественно при этом спектр принятого сигнала расширится, но так как подавление внедиапазонных помех уже завершено, то на этом этапе приема можно допустить расширение спектра сигнала.

То, что мы допустили возможность потери информации об амплитуде принимаемого полезного сигнала, позволяет применить усилители, ограничивающие его амплитуду — усилители-ограничители. Это значительно упрощает схему усилителя промежуточной частоты, так как не требуется схема автоматической регулировки напряжения (АРУ).

В настоящее время выпускается достаточно много микросхем, реализованных по данной схеме. В качестве примера отечественной микросхемы усилителя промежуточной частоты с встроенным ограничителем амплитуды можно назвать микросхему К174ХА10. Эта микросхема предназначена для реализации однокристальных радиовещательных приемников. Подобные микросхемы применяются и для реализации трактов промежуточной частоты профессиональных радиостанций. Это такие микросхемы как SA607, SA616, SA627, SA636. В их основе лежат дифференциальные усилители. Отличаются данные микросхемы друг от друга незначительно. В основном габаритами и входным/выходным сопротивнелием усилителей. В SA627 есть встроенный подавитель шума. Пример принципиальной схемы тракта второй промежуточной частоты, реализованной на микросхеме SA616, выпускаемой фирмой Philips Semicondactors, приведен на рисунке 1.

Принципиальная схема усилителя ПЧ
Рисунок 1 Принципиальная схема усилителя ПЧ собранного на микросхеме SA616

В данной микросхеме в одном корпусе сосредоточен транзисторный смеситель (MIXER), усилитель промежуточной частоты (IF AMP), усилитель-ограничитель (LIMITER) и частотный детектор (QUAD). Коэффициент усиления усилителя промежуточной частоты IF в этой микросхеме равно 44 дБ. Коэффициент усиления усилителя-ограничителя LIMITER в микросхеме SA616 равен 58 дБ. Общий коэффициент усиления микросхемы достигает значения 100 дБ. Этого вполне достаточно для реализации предельной чувствительности приемников частотных видов модуляции.

К сожалению, узел смесителя имеет достаточно низкое значение IP3, равное –9 дБм. Основная избирательность приемника по соседнему каналу осуществляется после этого узла, поэтому для обеспечения приемлемых параметров по интермодуляции желательно смеситель реализовывать на отдельной микросхеме с более высокими значениями этого параметра.

В качестве схемотехнического решения, которое позволяет применить встроенный в микросхему SA616 (SA627, SA636) преобразователь частоты, можно назвать применение узкополосных кварцевых фильтров первой промежуточной частоты (обычно 45 МГц). В этом случае уровень второго и четвертого соседних каналов (наиболее опасных с точки зрения интермодуляционных искажений) будет ослаблен в достаточной мере для того, чтобы этими искажениями можно было прененбречь.

На вход усилителя промежуточной частоты напряжение подается через керамический фильтр основной избирательности FLT1. Обычно применяется фильтр, подобный SFPKA455KF4A-R1 фирмы Murata. Его средняя частота составляет 455 МГц. Такой фильтр способен ослабить мощность сигнала соседнего канала на 30 дБ, поэтому в тракт второй промежуточной частоты обычно включается два фильтра. Но фильтры не могут быть нагружены друг на друга, поэтому второй фильтр ставится на выходе усилителя промежуточной частоты IF. Так как сигнал соседнего канала уже подавлен на 30 дБ, то усиление мощности входного сигнала на 40 дБ ни к каким неприятным последствиям не приводит.

При подключении фильтров к другим элементам схемы очень важно согласовать их входное и выходное сопротивление. В фильтрах рассогласование входа и выхода фильтра по сопротивлению может привести к резкому изменению амплитудно-частотной характеристики (развал АЧХ). Входное сопротивление усилителей промежуточной частоты IF и усилителя-ограничителя LIMITER в микросхеме SA616 равно 1,5 кОм, поэтому никакого дополнительного согласования с фильтром SFPKA455KF4A-R1 не требуется (его входное и выходное сопротивление равно 1,5 кОм).

Работу следующей части микросхемы SA616, осуществляющей демодуляцию частотно-модулированного сигнала QUAD, мы рассмотрим позднее в статье, посвященной частотным демодуляторам. В конце данной статьи хотелось бы привести схему тракта второй промежуточной частоты, выполненную по российским ГОСТам. Такая схема приведена на рисунке 2.

Принципиальная схема тракта второй промежуточной частоты
Рисунок 2 Принципиальная схема тракта второй промежуточной частоты, собранного на микросхеме SA616

Литература:

  1. "Проектирование радиоприемных устройств" под ред. А.П. Сиверса - М.: "Высшая школа" 1976 стр. 268 ... 303
  2. Палшков В.В. "Радиоприемные устройства" - М.: "Радио и связь" 1984 стр. 59 ... 102
  3. "Радиоприемные устройства" под ред. А. П. Жуковского — М.: "Высшая школа" 1989 стр. 57 ... 92
  4. ВЗГЛЯД НА УСИЛИТЕЛЬ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЧАСТОТЫ
  5. УСИЛИТЕЛИ РАДИОЧАСТОТЫ И ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЧАСТОТЫ РАДИОПРИЕМНИКА
  6. SA616 Low-voltage high performance mixer FM IF system
  7. SA636 Low-voltage high performance mixer FM IF system
  8. mc3361 Low-power narrowband FM IF

Вместе со статьей "Усилитель-ограничитель" читают:

Фильтры основной избирательности
http://digteh.ru/WLL/bpf.php

Усилители промежуточной частоты
http://digteh.ru/WLL/UsilPrCh/

Частотный детектор (демодулятор)
http://digteh.ru/WLL/FrDet/


Автор Микушин А. В. All rights reserved. 2001 ... 2017

Предыдущие версии сайта:
http://neic.nsk.su/~mavr
http://digital.sibsutis.ru/

Поиск по сайту сервисом Яндекс

Поиск по сайту сервисом ГУГЛ

пЕИРХМЦ@Mail.ru


Яндекс.Метрика
Rambler's Top100