Влияние побочных составляющих
Преобразователи частоты приемников
О взаимосвязи термодинамики, кибернетики и синергетики
Кибернетика это в определенной мере антипод термодинамики, так как основные категории кибернетики (негэнтропия и упорядоченность) противоположны основным категориям термодинамики (энтропии и хаосу). Синергетика в значительной степени опирается на идеи, методы и принципы нелинейной термодинамики неравновесных процессов. Синергетические параметры применимы к любым развивающимся системам Они становятся инструментом социального мышления и анализа. Вместе с синергетикой пришло понимание единства неорганического и органического мира, понимание того, что чередование хаоса и порядка является универсальным принципом мироустройства.
Более подробно смотри об этом:
1. Жуков Н.И. Философские основания кибернетики. М. 1995 г.
2. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. М. 1986 г.
3. Хакен Г. Информация и самоорганизация. М. 1996 г.
4. Самоорганизация и наука. Опыт философского осмысления. М. 1994 г.
5. Н. Моисеев Алгоритмы развития М. 1987 г
6. А. Лима де Фариа Эволюция без отбора. М. 1991г
Приемный смеситель предназначен для преобразования принимаемого СВЧ сигнала в сигнал промежуточной частоты (обычно 70 МГц).
В смесителе принимаемый СВЧ сигнал перемножается с колебаниями гетеродина. Поскольку уровень принимаемого сигнала значительно ниже уровня гетеродина, приемный смеситель работает в линейном режиме преобразования, т.е. сигнал ПЧ пропорционален входному сигналу. Поэтому параметры смесителя практически не меняются при изменении уровня входного сигнала в довольно больших пределах (при замирании сигнала).
В качестве смесительных элементов используются два типа полупроводниковых диодов, имеющих малые потери преобразования и низкий уровень собственных тепловых шумов: кремниевые диоды с точечным контактом и арсенид-галлиевые диоды с барьером Шоттки. Последние все больше применяются благодаря высоким параметрам, стабильности характеристик при температурных и механических воздействиях, а также стойкости к выгоранию при случайном попадании на вход приемника сигналов с большим уровнем. Кроме них применяют туннельные диоды и транзисторы.
Смесительный диод должен быть согласован на частоте принимаемого сигнала с линией передачи при оптимальной мощности гетеродина; кроме того, должна быть обеспечена нагрузка диода на частотах побочных составляющих преобразования.
Спектр частот важнейших составляющих преобразования показан на рис. 1 (для иллюстрации симметрии относительно частоты гетеродина спектры составляющих условно показаны наклонными). На работу преобразователя влияют обе побочные составляющие, возникающие в результате смесительного действия диода. Зеркальная составляющая
fз = 2fг – fс расположена в спектре зеркально симметрично принимаемому сигналу относительно частоты гетеродина и отстоит от него по частоте на 2Fпч. Зеркальная составляющая не подается извне, а образуется в самом смесителе, когда вторая гармоника частоты гетеродина, генерируемая диодом, перемножается с принимаемым сигналом. Возникнув, эта составляющая проходит по линии передачи в направлении антенны. Отражаясь от входного полосового фильтра, настроенного на частоту сигнала, она возвращается к диоду, где, взаимодействуя с колебаниями гетеродина, также образует компоненты промежуточной частоты. В зависимости от фазы отражения новый сигнал ПЧ может совпадать по фазе с первоначальным сигналом, а может и не совпадать. Очевидно, что величина потерь преобразования смесителя, их частотная зависимость, и, следовательно, коэффициент шума зависят от нагрузки по зеркальной составляющей. При оптимизации нагрузки удается получить выигрыш в коэффициенте шума до 1,5 дБ по сравнению со случаем поглощения зеркальной составляющей в развязывающем ферритовом устройстве. Однако наиболее неблагоприятное влияние оказывает изменение фазы зеркальной составляющей (в условиях эксплуатации, например, при замене смесительного диода) на частотную характеристику потерь преобразования и, следовательно, на равномерность характеристик приемника. Поэтому в приемных смесителях широкополосной радиорелейной аппаратуры большой емкости зеркальная составляющая для предотвращения ее влияния на характеристики преобразования, как правило, поглощается с помощью развязывающих ферритовых устройств, включаемых на входе смесителя.
Рис. 1. Спектр частот в приемном смесителе
Аналогичным образом влияет на работу преобразователя и суммарная составляющая частоты fcyмм = 2fг + fс , возникающая в смесительном диоде. Радикальным способом устране-ния неблагоприятного влияния суммарной составляющей является включение во входную цепь смесителя в непосредственной близости к диоду фильтра нижних частот (фильтра гармоник). Частота среза фильтра обычно выбирается в пределах 1,25—1,5fс. Фильтр нижних частот может быть как отражающего типа, так и поглощающего типа.
Смеситель вместе с входными устройствами и цепями сложения принимаемого сигнала и гетеродина образует преобразователь частоты приемника. Он может быть построен как по однотактной, так и по двухтактной (балансной) схемам.
Преобразователь частоты приемника должен обладать малым коэффициентом шума и малыми потерями преобразования. Малошумящие смесительные диоды имею потери преобразования 5—6 дБ. Для них принято также указывать коэффициент шума, измеренный в эталонном приемнике с УПЧ, имеющим nш0 =1,5 дБ. Обычные его значения 8—14 дБ. Мощность колебаний гетеродина подбирают такой, чтобы получить минимальный коэффициент шума смесителя. Обычно это 1—3 мВт. В некоторых схемах на диод подают напряжение смещения, чтобы улучшить согласование смесительной головки по входу.