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二次變頻和像頻干擾

2014-02-20 來源:微波射頻網(wǎng)搜集整理 字號:
科學合理的一中頻應(yīng)該選擇在HF帶外,最好遠高于短波高端頻率2~3倍,如果高端頻率是27 MHz,一中頻范圍應(yīng)是54~81 MHz。選擇這么高的一中頻后,引起假響應(yīng)和互調(diào)的諧波頻率、直接中頻干擾頻率均在短波波段之外,對減小干擾提高信噪比極其有利,工藝要求也沒有帶內(nèi)中頻苛刻。并且一本振的頻率復蓋范圍在一個倍頻程內(nèi),振蕩回路用一個波段就能復蓋整個短波波段,調(diào)諧連續(xù),設(shè)計簡單。唯一的缺點是對一本振的頻率穩(wěn)定度要求極高,只有用頻率合成技術(shù)才能滿足要求,在機械調(diào)諧機中實現(xiàn)起來成本很高。

4、二次變頻的假響應(yīng)

二次變頻使接收機具有優(yōu)良的像頻抑制比,但電路里有兩個本振和二個混頻器,如果它們的頻譜不純,相互之間屏蔽不好,距離太近。二個本振頻率以及它們的諧波之間就會發(fā)生互調(diào),產(chǎn)生等于二中頻的假信號,接收機對這些信號沒有選擇性,會直接響應(yīng)這些信號,所以稱假響應(yīng)。假信號如果落在電臺的廣播頻率上,就會和電臺頻率產(chǎn)生差拍嘯叫,如果假信號很強,甚至會把接收信號干擾掉,這和干擾臺的原理相同。即是假信號處無電臺頻率,假信號本身是無調(diào)制的等幅信號,又不受輸入回路的衰減,會直接竄入中放而降低信噪比。

假信號頻率可以精確的計算出來,它等于

一般一本振的1~3次諧波和二本振的2~5次諧波組合成的假信號對帶內(nèi)一中頻二次變頻機影響較大。當m=1,2,3。n="2",3,4,5,fid1=10.7MHz,fid2=455KHz時,計算出部分假信號頻率見表1。

表1:假信號頻率表

m n fs (MHz)
1 2 11.6*/10.7
1 3 23.33/22.31
2 3 5.577*/5.805
2 4 11.8375*/11.3825
2 5 16.7325/16.2775
3 5 7.74/7.437

*在國際短波米段內(nèi)

由于假響應(yīng)的影響,帶內(nèi)中頻二次變頻接收機設(shè)計中考慮的因素較多,首先要求本振波形好,不產(chǎn)生諧波。其次,最好把本振和混頻分別屏蔽起來,二個本振之間的空間距離要足夠遠。PCB設(shè)計要走弧線,采用淚滴焊盤,避免硬拐角等。電路設(shè)計上要采用對稱性很高能抵消諧波的混頻器,而且不能用開關(guān)式混頻器來提高信噪比。從這些要求看出,二次變頻更適合用于體積較大的收音機中,例如軍機和臺式機。

5、二變與廣播電臺的互調(diào)干擾

二次變頻除了假響應(yīng)以外,米波段的FM廣播、電視臺圖像和伴音射頻信號、通訊機信號與一本振及諧波互調(diào),也會產(chǎn)生頻率等于中頻的干擾信號,這種干擾也對采用帶內(nèi)一中頻的二次變頻機非常不利。設(shè)fB 是外來廣播信號,互調(diào)干擾頻率是

一般一本振的1~4次諧波產(chǎn)生互調(diào)較大,故m=2、3、4時,計算出本振諧波與電視和調(diào)頻廣播產(chǎn)生的一部分互調(diào)干擾頻率如表2。

表2:互調(diào)干擾信號頻率表

m fB(MHz) fs (MHz)
2 83.75 (TV-4,伴音) 25.825
3 83.75/77.25 (TV-4,伴音/圖像) 13.65/9.82
4 83.75/77.25 (TV-4,伴音/圖像) 7.56/5.94
3 88.1~90.4 (FM) 15.1~15.7
3 99.5~100 (FM) 18.9~19.0
3 107.3~108 (FM) 21.5~21,7

注:互調(diào)干擾全部在國際短波米段內(nèi)

解決米波信號互調(diào)的方法除屏蔽一本振外,還可在天線和輸入回路之間插入一個100K~30MHz的高斜率帶通濾波器,或0~30MHz的低通濾波器。最好把高頻頭(高、混、振)全屏蔽,防止強信號直接竄入混頻產(chǎn)生互調(diào)。

6、二次變頻與靈敏度的誤區(qū)

一些書刊和一些廠商的產(chǎn)品資料上講,二次變頻能有效地提高靈敏度,它們的理由是二次變頻增加了一中放和高放,檢波之前的增益增大了,故使收音機的靈敏度提高了。這個概念是錯誤的,短波接收機的靈敏度是由天線收到的噪聲電平和接收機所產(chǎn)生的噪聲電平所決定,短波段宇宙噪聲可以忽略,故使用拉桿天線這種電場型天線接收機的靈敏度可用下面公式計算

式中K是波爾斯曼常數(shù),T是絕對溫度,RA是天線的等效電阻,BN是接收機通頻帶寬度,F(xiàn)N是接收機的噪聲系數(shù),D是聲音的最低分辨率,相當于信噪比。

可以看出當帶寬和信噪比確定后,只能從減小天線等效電阻和降低噪聲系數(shù)入手去提高靈敏度。如果用加大增益的方法去提高靈敏度結(jié)果會適得其反,高增益使機器的本底噪聲劇增,使接收機喪失了鑒別微弱信號的能力,也縮小了動態(tài)范圍。現(xiàn)代IC收音機的中放增益遠高于二級晶體管中放的增益,但接收靈敏度反不如后者,就是一個實例。用目前的器件和技術(shù),短波靈敏度的極限值約為0.6微伏,要超越這個門檻,提高的幅度和花費的成本將呈指數(shù)關(guān)系。

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