Dažnio keitimo įėjimo signalo grandinė. Dažnio konvertavimas

Aukščiau aptartos įvairių tipų amplitudės moduliacijos spektro transformacijos apima perduodamo signalo spektro perkėlimą į radijo dažnių sritį. Toks poslinkis gali būti laikomas ypatingu bendresnės tiesinės operacijos, vadinamos dažnio konvertavimu, atvejis. Dažnio keitimas paprastai reiškia signalo spektro poslinkį išilgai dažnių skalės viena ar kita kryptimi, t.y. tiek aukštesniems, tiek žemesniems dažniams.

Kai gaunami signalai, dažnio keitimas suprantamas kaip moduliuoto aukšto dažnio virpesių, susijusių su jo spektro perkėlimu iš nešlio dažnio 0 arti į žemesnio (vadinamojo tarpinio) dažnio pr, konvertavimas, atliekamas be keičiant moduliacijos dėsnį.

Dažnio keitiklis – tai įrenginys, kuriame priimti aukšto dažnio signalai (c) paverčiami žemesnio tarpinio dažnio (pr) signalais.

Konverteris apima vietinį osciliatorių ir maišytuvą.

Vietinis generatorius yra elektrinių virpesių autogeneratorius, kurio dažnis kinta proporcingai priimamų signalų dažnio pokyčiui. Maišytuvas gali būti realizuotas ant netiesinių (puslaidininkiniai diodai, tranzistoriai) arba parametriniai (pavyzdžiui, analoginiai daugikliai) elementų.

Gauti signalai, kurių dažnis c, ir vietinio generatoriaus, kurio dažnis r, elektriniai virpesiai tiekiami į maišytuvą, kur susidaro sudėtingi virpesiai, kuriuose yra komponentų, kurių dažniai c + r ir c - r.

Skirtumų svyravimai ( tarpinis) dažniai pr \u003d c - r parenkami naudojant filtrą (suderinti į pr). Vienos kilpos filtras yra paprasčiausias. Paprastai naudojama dviejų ar daugiau sujungtų grandinių sistema, pjezoelektriniai arba elektromechaniniai filtrai.

Tarpinis dažnis pasirenkamas atsižvelgiant į daugybę reikalavimų. Visų pirma, tarpinis dažnis parenkamas tame diapazone, kuriame neveikia galingos radijo stotys, ir už dažnių diapazono, kuriame derinamos imtuvo įvesties grandinės. Radijo imtuvams nustatomos standartinės tarpinio dažnio reikšmės f pr - 465 kHz ir 10,7 MHz. televizijos imtuvuose f pr vaizdo signalai yra 38,0 MHz, o garso vaizdo signalams - 31,5 MHz ir 6,5 MHz.

Kaip pavyzdį apsvarstykite maišytuvo, pagrįsto analoginiu daugikliu, įgyvendinimą įvestyje X kuri priima signalo įtampą ir įėjime Y- vietinio generatoriaus įtampa

Poslinkio procesas yra panašus į subalansuotą amplitudės moduliaciją. Daugiklio išėjimo įtampą sudaro du komponentai - su skirtumu ir suminiais dažniais:

Esant poslinkiui, svarbus tik komponentas su skirtingu dažniu, t.y. su tarpiniu dažniu

Norint pasirinkti tarpinį dažnį, į daugiklio išvesties grandinę įtraukiamas siauros juostos filtras (pavyzdžiui, virpesių grandinė) arba žemųjų dažnių filtras.

Dėl to maišytuvo išėjimo įtampa

Dažnio keitiklyje įėjimo signalo moduliavimas perkeliamas į tarpinio dažnio įtampą. Amplitudės moduliuotam signalui

tarpinio dažnio įtampa

Dažnio keitimas plačiai naudojamas radijo imtuvuose, vadinamuose superheterodininiais imtuvais, kurių blokinė schema parodyta fig. 9.

Antenos gaunamas signalas per filtravimo įvesties grandines ir radijo dažnio stiprintuvą tiekiamas į dažnio keitiklį. Keitiklio išvestis yra moduliuota bangos forma, kurios nešlio dažnis lygus imtuvo tarpiniam dažniui. Pagrindinis imtuvo stiprinimas ir jo dažnio selektyvumas, t.y. galimybę izoliuoti naudingą signalą kitų dažnių trukdžių fone suteikia siauros juostos tarpinio dažnio stiprintuvas.

Didelis superheterodino imtuvo privalumas yra tarpinio dažnio nekintamumas. Norint sureguliuoti imtuvą į norimą stotį nurodytame dažnių diapazone, tereikia sureguliuoti vietinio generatoriaus dažnį.

Atkreipkite dėmesį, kad dažnio keitiklis vienodai reaguoja į signalus su dažniais ir t.y., kaip sakoma, priėmimas galimas tiek pagrindiniame, tiek veidrodiniame kanale.

Naudojant tarpinį dažnį, pilnas konvertuojamo signalo struktūros išsaugojimas įmanomas tik tuo atveju, jei tada signalo spektras yra apverstas, t.y. transformuotame spektre max ir min yra sukeisti.

Konvertuojant įprasto amplitudės moduliuoto virpesio dažnį, spektro apsisukimas jokiu būdu nepasirodo į išorę, tiesiog pasikeičia viršutinė ir apatinė šoninės juostos.

Signalo spektras per dažnį nekeičiant spektro formos. P. h. atsiranda, kai vietinio generatoriaus signalo n virpesiai veikia netiesinį įrenginį, vadinamą. maišytuvas; dėl to išėjimo signalo spektre, kartu su kitais dažniais, susidaro skirtuminiai ir suminiai dažniai: vieno iš jų pasirinkimas yra maišytuvo veikimo rezultatas. Pamainos dydis nustatomas pagal pagalbinio dažnio. generatorius (heterodinas).

P. h. naudojamas radijo imtuvuose, išmatuos. technologija, etaloniniai generatoriai ir pan., nes tokiu atveju signalo stiprinimas plačiame derinamų dažnių diapazone pakeičiamas nederinamo derinio stiprinimu. dažniai, vadinami tarpinis. Tarpinio dažnio pastovumas = const keičiant signalo dažnį suteikia vienu metu. vietinio osciliatoriaus T. o. dažnio derinimas, signalo stiprinimas įrenginiuose su P.h. atliekamas santykinai žemu, dažniausiai standartiniu dažniu.

Perduodant informaciją radijo dažnių svyravimai gali būti moduliuojami pagal dec. parametrai: amplitudės dažnis p fazė (žr moduliuojamas svyravimai). Kad per P. būtų perkeltas į tarpinį dažnį be iškraipymų, reikia atlikti. sąlygos: 1) nelinijinio įtaiso (pvz., ) srovės įtampos charakteristika turi būti artima kvadratinei arba aproksimuota lyginio laipsnio daugianario; 2) signalo amplitudė turi būti daug mažesnė už vietinio osciliatoriaus virpesių amplitudę 3) dažnis turi būti didesnis

Kadangi maišytuvo išėjimo grandinėje yra dec. kombinuoti. dažnį, tada norint išskirti skirtumą arba suminį dažnį, išėjimo grandinė turi būti selektyvinė, tai yra rezonansinė, sureguliuota iki norimo dažnio.

Pagal P. dažnio daliklis arba dažnio daugiklis. SU. F. Litvakas.

Fizinė enciklopedija. 5 tomuose. - M.: Tarybinė enciklopedija. Vyriausiasis redaktorius A. M. Prokhorovas. 1988 .

Pažiūrėkite, kas yra „DAŽNIO KONVERSIJA“ kituose žodynuose:

dažnio keitimas- Signalo užimamo dažnių juostos pločio tiesinio perkėlimo į kitą dažnių spektro sritį su inversija arba be jos procesas. [L.M. Nevdiajevas. Telekomunikacijų technologijos. Anglų rusų Žodynas katalogas. Redagavo Yu.M. Gornostajevas...

dažnio keitimas- dažnio keitimas statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. dažnio keitimas; dažnio transformacija vok. Dažnio transformacija, f; Frequenzumsetzung, f; Frequenzumwandlung, f; Frequenzwandlung, f rus. dažnio keitimas, n pranc.… … Automatikos terminalų žodynas

dažnio keitimas- dažnio keitimo statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. dažnio keitimas vok. Frequenzumsetzung, f; Frequenzumwandlung, f; Frequenzwandlung, f rus. dažnio keitimas, npranc. convert de la frequence, f … Fizikos terminalų žodynas

radijo dažnių konvertavimas- dažnio keitimas Signalo užimtos radijo dažnių juostos perkėlimo į kitą dažnių spektro dalį procesas. [GOST 24375 80] Radijo ryšio temos Bendrieji terminai radijo priėmimas Sinonimai dažnio keitimas ... Techninis vertėjo vadovas

dažnio konvertavimas į skaičių kodą- [Ja.N. Luginskis, M.S. Fezi Žilinskaja, Ju.S. Kabirovas. Anglų rusų elektros inžinerijos ir energetikos žodynas, Maskva, 1999] Elektros inžinerijos temos, pagrindinės sąvokos EN dažnio konvertavimas į skaičių ... Techninis vertėjo vadovas

dažnio keitimas jo mažėjimo kryptimi- [Ja.N. Luginskis, M.S. Fezi Žilinskaja, Ju.S. Kabirovas. Anglų rusų elektros inžinerijos ir energetikos žodynas, Maskva, 1999] Elektros inžinerijos temos, pagrindinės sąvokos EN dažnio žemyn konversijaFDC ... Techninis vertėjo vadovas

dažnio konvertavimas į įtampą- [Ja.N. Luginskis, M.S. Fezi Žilinskaja, Ju.S. Kabirovas. Anglų rusų elektros inžinerijos ir energetikos žodynas, Maskva, 1999] Elektros inžinerijos temos, pagrindinės sąvokos EN dažnio ir įtampos konvertavimas ... Techninis vertėjo vadovas

dažnio sumažinimas- [Ja.N. Luginskis, M.S. Fezi Žilinskaja, Ju.S. Kabirovas. Anglų rusų elektros inžinerijos ir energetikos žodynas, Maskva, 1999] Elektros inžinerijos temos, pagrindinės sąvokos EN dažnio sumažinimo keitimas ... Techninis vertėjo vadovas

Radijo dažnių konvertavimas- 163. Radijo signalo dažnio keitimas Dažnio keitimas Šaltinis: GOST 24375 80: Radijo ryšys. Terminai ir apibrėžimai originalus dokumentas... Norminės ir techninės dokumentacijos terminų žodynas-žinynas

dažnio konvertavimas, pagrįstas Ramano sklaida- Ramano dažnio keitimas statusas T sritis radioelektronikos atitikmenys: engl. Ramano dažnio keitimas vok. Ramanas Frequenzumwandlung, f rus. dažnio keitimas, pagrįstas Ramano sklaida, n pranc. Ramano dažnio konvertavimas, f… Radioelektronikos terminalų žodynas

Knygos

• Radijo inžinerijos grandinės ir signalai (2 knygų rinkinys), I. S. Gonorovskis. Knyga yra naujo kurso „Radijo grandinės ir signalai“ vadovėlis ir atitinka šio kurso specialybės „Radijo inžinerija“ programą. Pirmoje dalyje spektrinis ir ...

Bet kurio elektros variklio rotorių varo jėgos, kurias sukelia besisukantis elektromagnetinis laukas statoriaus apvijos viduje. Jos apsisukimų greitį dažniausiai lemia pramoninis elektros tinklo dažnis.

Jo standartinė 50 hercų vertė reiškia, kad per vieną sekundę baigiasi penkiasdešimt virpesių periodų. Per vieną minutę jų skaičius padidėja 60 kartų ir yra 50x60 = 3000 apsisukimų. Rotorius sukasi tiek pat kartų, veikiamas elektromagnetinio lauko.

Jei pakeisite statoriui taikomo tinklo dažnio reikšmę, galėsite reguliuoti rotoriaus ir prie jo prijungtos pavaros sukimosi greitį. Šis principas yra elektros variklio valdymo pagrindas.

Dažnio keitiklių tipai

Pagal konstrukciją dažnio keitikliai yra:

1. indukcinis tipas;

2. elektroninis.

Asinchroniniai elektros varikliai, pagaminti ir paleisti į generatoriaus režimą, yra pirmojo tipo atstovai. Jie turi mažą efektyvumą eksploatacijos metu ir pasižymi mažu efektyvumu. Todėl jie nebuvo plačiai pritaikyti gamyboje ir naudojami labai retai.

Elektroninio dažnio konvertavimo metodas leidžia sklandžiai reguliuoti tiek asinchroninių, tiek sinchroninių mašinų greitį. Tokiu atveju galima įgyvendinti vieną iš dviejų valdymo principų:

1. pagal iš anksto nustatytą sukimosi greičio priklausomybės nuo dažnio charakteristiką (V / f);

2. vektorinio valdymo metodas.

Pirmasis metodas yra paprasčiausias ir ne toks tobulas, o antrasis naudojamas tiksliai valdyti svarbiausių pramonės įrenginių sukimosi greičius.

Dažnio keitimo vektorinio valdymo ypatumai

Šio metodo skirtumas yra sąveika, keitiklio valdymo įtaiso įtaka magnetinio srauto „erdviniam vektoriui“, besisukančiai su rotoriaus lauko dažniu.

Konverterių veikimo algoritmai pagal šį principą kuriami dviem būdais:

1. valdymas be jutiklių;

2. srauto valdymas.

Pirmasis metodas pagrįstas tam tikros keitiklio sekos persipynimo priklausomybės priskyrimu iš anksto paruoštiems algoritmams. Šiuo atveju įtampos amplitudė ir dažnis keitiklio išvestyje yra reguliuojami slydimo ir apkrovos srove, tačiau nenaudojant grįžtamojo ryšio apie rotoriaus sukimosi greitį.

Šis metodas naudojamas valdant kelis lygiagrečiai su dažnio keitikliu sujungtus elektros variklius. Srauto valdymas reiškia variklio viduje esančių darbinių srovių valdymą, jas skaidant į aktyviuosius ir reaktyviuosius komponentus bei keitiklio veikimo koregavimą, kad būtų galima nustatyti išėjimo įtampos vektorių amplitudę, dažnį ir kampą.

Tai leidžia pagerinti variklio tikslumą ir padidinti jo reguliavimo ribas. Srauto valdymo naudojimas padidina pavarų, veikiančių mažu greičiu ir didelėmis dinaminėmis apkrovomis, pavyzdžiui, kranų kėlimo įtaisų ar apvijų pramoninių mašinų, galimybes.

Naudojant vektorinę technologiją, galima pritaikyti dinaminį sukimo momento valdymą.

lygiavertė grandinė

Supaprastinta asinchroninio variklio schema gali būti pavaizduota taip.

Statoriaus apvijų, turinčių aktyviąją R1 ir indukcinę X1 varžą, įjungiama įtampa u1. Ji, įveikusi oro tarpo Xv varžą, paverčiama rotoriaus apvija, sukeldama joje srovę, kuri įveikia jo varžą.

Lygiavertės grandinės vektorinė diagrama

Jo konstrukcija padeda suprasti asinchroninio variklio viduje vykstančius procesus.

Statoriaus srovės energija yra padalinta į dvi dalis:

iµ - srautą formuojanti dalis;

iw – momentą formuojantis komponentas.

Šiuo atveju rotorius turi aktyvią varžą R2/s, kuri priklauso nuo slydimo.

Valdymui be jutiklių matuojami šie rodikliai:

įtampa u1;

srovė i1.

Jų vertės apskaičiuojamos:

iµ - srautą formuojantis srovės komponentas;

iw – momentą generuojantis dydis.

Skaičiavimo algoritmas jau įtraukė asinchroninio variklio elektroninę ekvivalentinę grandinę su srovės valdikliais, kurioje atsižvelgiama į elektromagnetinio lauko prisotinimo sąlygas ir magnetinės energijos nuostolius pliene.

Abu šie srovės vektorių komponentai, kurie skiriasi kampu ir amplitude, sukasi kartu su rotoriaus koordinačių sistema ir paverčiami stacionaria orientavimo sistema išilgai statoriaus.

Pagal šį principą dažnio keitiklio parametrai priderinami prie asinchroninio variklio apkrovos.

Dažnio keitiklio veikimo principas

Šis įrenginys, dar vadinamas inverteriu, yra pagrįstas dvigubu maitinimo tinklo bangos formos pasikeitimu.

Pirma, pramoninė įtampa tiekiama į galios lygintuvą su galingais diodais, kurie pašalina sinusines harmonikas, tačiau palieka signalo bangavimą. Norint juos pašalinti, yra numatytas kondensatorių bankas su induktyvumu (LC filtras), kuris ištaisytai įtampai suteikia stabilią, išlygintą formą.

Tada signalas tiekiamas į dažnio keitiklio įvestį, kuris yra trijų fazių tilto grandinė iš šešių IGBT arba MOSFET serijų su atvirkštinio poliškumo gedimo apsaugos diodais. Anksčiau šiems tikslams naudoti tiristoriai neturi pakankamai greičio ir veikia labai triukšmingai.

Norint įjungti variklio „stabdymo“ režimą, grandinėje galima sumontuoti valdomą tranzistorių su galingu rezistoriumi, kuris išsklaido energiją. Ši technika leidžia pašalinti variklio generuojamą įtampą, kad apsaugotų filtro kondensatorius nuo perkrovimo ir gedimo.

Konverterio vektorinio dažnio valdymo metodas leidžia sukurti grandines, kurios automatiškai valdo signalą ATS sistemomis. Tam naudojama valdymo sistema:

1. amplitudė;

2. PWM (Width Pulse Simulation).

Amplitudės reguliavimo metodas pagrįstas įėjimo įtampos pokyčiu, o PWM – galios tranzistorių su pastovia įėjimo įtampa perjungimo algoritmu.

Naudojant PWM reguliavimą, sukuriamas signalo moduliavimo periodas, kai statoriaus apvija griežta tvarka prijungiama prie teigiamų ir neigiamų lygintuvo gnybtų.

Kadangi generatoriaus laikrodžio dažnis yra gana aukštas, elektros variklio apvijoje, kuri turi indukcinę varžą, jie išlyginami iki įprastos sinusoidės.

PWM valdymo metodai leidžia kuo labiau pašalinti energijos nuostolius ir užtikrinti aukštą konversijos efektyvumą dėl vienu metu kontroliuojamo dažnio ir amplitudės. Jie tapo prieinami dėl GTO serijos arba dvipolių IGBT tranzistorių su izoliuotais užtaisais varymo technologijų.

Jų įtraukimo valdant trifazį variklį principai parodyti paveikslėlyje.

Kiekvienas iš šešių IGBT yra prijungtas antilygiagrečia grandine prie savo atvirkštinės srovės diodo. Šiuo atveju asinchroninio variklio aktyvioji srovė eina per kiekvieno tranzistoriaus maitinimo grandinę, o jo reaktyvusis komponentas nukreipiamas per diodus.

Siekiant pašalinti išorinių elektros trukdžių įtaką keitiklio ir variklio darbui, dažnio keitiklio grandinės konstrukcijoje gali būti pašalinta:

radijo trukdžiai;

veikiančios įrangos sukeltos elektros iškrovos.

Apie jų atsiradimą signalizuoja valdiklis, o siekiant sumažinti smūgį, tarp variklio ir keitiklio išėjimo gnybtų naudojami ekranuoti laidai.

Siekiant pagerinti darbo tikslumą indukciniai varikliai dažnio keitiklių valdymo grandinėje yra:

įvesties ryšys su pažangiomis sąsajos parinktimis;

įmontuotas valdiklis;

atminties kortelė;

programinė įranga;

informacinis LED ekranas, rodantis pagrindinius išėjimo parametrus;

stabdžių smulkintuvas ir įmontuotas EMC filtras;

grandinės aušinimo sistema, pagrįsta padidinto resurso gerbėjų pūtimu;

variklio pašildymo nuolatine srove funkcija ir kai kurios kitos funkcijos.

Veikimo laidų schemos

Dažnio keitikliai skirti dirbti su vienfaziais arba trifaziais tinklais. Tačiau jei yra pramoninių nuolatinės srovės šaltinių, kurių įtampa yra 220 voltų, tada iš jų taip pat gali būti maitinami inverteriai.

Trifaziai modeliai apskaičiuojami 380 voltų tinklo įtampai ir perduodami elektros varikliui. Vienfaziai inverteriai maitinami 220 voltų įtampa ir išvestyje sukuria tris laiku atskirtas fazes.

Dažnio keitiklio prijungimo prie variklio schema gali būti sudaryta pagal schemas:

žvaigždės;

trikampis.

Variklio apvijos surenkamos į "žvaigždę" keitikliui, maitinamam iš trifazio 380 voltų tinklo.

Pagal „trikampio“ schemą variklio apvijos surenkamos jį maitinantį keitiklį prijungus prie vienfazio 220 voltų tinklo.

Renkantis elektros variklio prijungimo prie dažnio keitiklio būdą, reikia atkreipti dėmesį į galių santykį, kurį veikiantis variklis gali sukurti visais režimais, įskaitant lėtą, apkrautą paleidimą, su keitiklio galimybėmis.

Negalite nuolat perkrauti dažnio keitiklio, o nedidelė jo išėjimo galios atsarga užtikrins ilgą ir be problemų veikimą.

Dažnio keitimas yra linijinis radijo signalo spektro perkėlimas iš vienos dažnių diapazono srities į kitą, išlaikant dėsnius ir moduliacijos parametrus. Siekiant supaprastinti naudingo signalo stiprinimo radijo imtuvuose procesą, perdavimas atliekamas į santykinai žemų dažnių sritį.

Dažnio keitiklio veikimo principas pagrįstas dviejų aukšto dažnio įtampų, tiekiamų į grandinę, sąveika su nelinijiniu elementu. Tačiau iš šių įtampų jis neša naudingą informaciją apie gautą signalą, o antrasis pagalbinis, kurį sudaro specialus generatorius (vietinis generatorius). Jei netiesinio elemento srovės įtampos charakteristiką pavaizduotume paprasčiausios ribojančios serijos pavidalu

ir šiam elementui pritaikyti dvi įtampas

netiesinio elemento srovėje bus daug kombinuotų šių dažnių komponentų. Daugelio srovės komponentų aplinka taip pat bus skirtumas tarp vietinio generatoriaus signalo ir naudingojo signalo dažnių
, kuris išgaunamas naudojant šiam dažniui sureguliuotą filtrą. Keitiklio išėjimo signalas yra įtampos kritimas per selektyvinės apkrovos varžą nuo srovės, besikeičiančios šiuo dažniu

.

Išėjimo įtampos amplitudę lemia netiesinio elemento savybės ir įėjimo įtampų dydis, o dažnis ir fazė – pagal pradines šių įtampos parametrų reikšmes.

Bendru atveju, kai tikroji netiesinio elemento srovės-įtampos charakteristika yra nulemta gana sudėtingos priklausomybės, konversijos procese susidaro daug kombinuotų dažnių, iš kurių vieną galima pasirinkti kaip tarpinį.

,

KurpIrqSveiki skaičiai. Jeigup= q=1 transformacija vadinama paprasta. Kitoms vertybėms tai sudėtinga.

Paprastai imtuvuose signalo įtampos amplitudė yra daug mažesnė nei vietinio osciliatoriaus. Sudėjus tokias įtampas netiesinėje grandinėje, veiksmo rezultatas gali būti vaizduojamas kaip nedidelis prieaugis, kuriam esant netiesinio elemento I–V charakteristika gali būti laikoma tiesine tam tikru tikslumu, o I–V charakteristikos nuolydis. kinta veikiant pakankamai didelei vietinei osciliatoriaus įtampai. Šiuo atveju konvertavimo procesas gali būti pavaizduotas kaip signalo įtampos veikimas tiesinėje sistemoje su kintamais parametrais.

Charakteristikos statumas šiuo atveju yra periodinė laiko funkcija, kuri gali būti pavaizduota Furjė serija

Kai signalas perduodamas įtampos keitiklio įėjimui
srovė vaizduojama kaip

,

Tuo atveju, kai nuolydžio kitimo dėsnis yra sudėtingas, be pagrindinio vietinio generatoriaus dažnio atsiranda aukštesnės jo harmonikos. Derinio komponentų dažnius lemia išraiška
.

Dėl to imtuvuose silpni signalai konvertuojami, neatsižvelgiant į tai, kaip tai atliekama (netiesiniu elementu arba tiesine sistema su kintamaisiais

parametrai) dažnio keitiklis nukreipiamas į tiesinę dalį.

Konverterių klasifikacija ir pagrindinės charakteristikos.

Pagal nurodytus dažnio keitimo principus keitiklio grandinėje turi būti netiesinis elementas (elementas su kintamu parametru) - maišytuvas, vietinis generatorius ir atrankinė apkrova.

Kaip maišytuvą gali būti naudojami: elektronų vamzdžiai, tranzistoriai, puslaidininkiniai diodai, taip pat netiesinės talpos ar induktyvumo netiesinio laidumo.

Vietiniai generatoriai dažniausiai yra mažos galios generatoriai su savaiminiu sužadinimu, rečiau specialūs įrenginiai, sukuriantys įvairaus dažnio įtampų derinį.

Maišytuvo apkrova yra įvairūs juostos pralaidumo filtrai.

Praktiškai paprasta transformacija tapo plačiau paplitusi,

kuri yra signalo dažnių pirmųjų harmonikų ir vietinio osciliatoriaus sąveikos rezultatas.

Pagal maišymo elemento laidumo pobūdį dažnio keitikliai skirstomi į dvi grupes;

- keitikliai ant netiesinių elementų su aktyviu laidumu.

- Reaktyviojo laidumo keitikliai.

Pirmoji grupė apima lempų, tranzistorių ir puslaidininkinių diodų keitiklius.

Antroji grupė apima netiesinės parametrinio diodo talpos keitiklius.

Vamzdžių ir tranzistorių keitikliai gali būti su atskiru vietiniu generatoriumi. Antrajame variante maišytuvo ir vietinio osciliatoriaus funkcijos sujungiamos viename etape, o heterodino įtampos įtaka maišytuvo netiesinėms savybėms atliekama per bendrą netiesinio elemento srovę. Keitikliai su skirtingais vietiniais generatoriais pasižymi stabilesnėmis charakteristikomis, palyginti su kombinuotais.

Vamzdžių keitikliai dažnai skirstomi į pentodinius, triodinius, diodinius. Pentodiniai keitikliai yra pagaminti pagal bendrą katodų schemą ir gali būti vieno arba dviejų tinklelių. Pirmuoju atveju signalo ir vietinio generatoriaus įtampa įvedama į tą patį tinklą. Taikant signalus skirtingiems tinklams, juos pertvarkant sumažėja vietinio generatoriaus įėjimo kilpos tarpusavio įtaka. Triodų ir tranzistorių keitikliai statomi pagal grandines tiek su įžemintu katodu (emiteriu), tiek su

įžemintas tinklas (pagrindas).

Triodiniai maišytuvai plačiai naudojami DM bangų ilgių diapazone, nes turi mažesnį vidinio triukšmo lygį ir yra patogiau suderinti su virpesių grandinėmis, pagrįstomis bendraašių linijų segmentais. Pastaruoju metu diodų maišytuvai buvo plačiai naudojami, ypač DM ir SM juostose.

Konverterių kokybei įvertinti ir jų lyginamajam vertinimui naudojami šie pagrindiniai rodikliai.

1. Perskaičiavimo koeficientas. Tai yra keitiklio išvestyje esančio tarpinio dažnio signalo įtampos arba galios amplitudės ir signalo įtampos jo įėjime santykis.

;

Šio koeficiento reikšmę lemia maišytuvo tipas ir veikimo būdas bei apkrovos savybės

2. Nustatomas veikimo dažnių diapazonas imtuvo diapazoną ir yra užtikrinamas derinant vietinį generatorių. Su fiksuotu derinimu imtuvo vietinis osciliatorius veikia vienu dažniu.

3. Keitiklio vidinio triukšmo lygis. Dažnio keitiklis, kaip vienas iš pirmųjų imtuvo etapų, daro didelę įtaką bendram vidinio triukšmo lygiui. Triukšmo šaltiniai yra tokie patys elementai kaip ir kitose kaskadose, jų vertinimo metodika panaši.

4. Selektyvumas . Analogiškai su stiprinimo etapais dažnio keitiklio selektyvumas lemia jo gebėjimą susilpninti išėjimo įtampą detuningo metu. Nustatomas selektyvumas

jo apkrovos rezonansinės savybės. Tačiau dažnio keitiklio veikimo specifika leidžia atsirasti daugybei kitų dažnių, kurių įtampos tuo pačiu vietinio osciliatoriaus dažniu konvertavimo proceso metu duos tarpinį dažnį.

Čia yra keitiklio stiprinimo priklausomybė nuo dažnio. Pagal konversijos principą per apkrovą teka srovės maišytuvo komponentai su skirtingais derinimo dažniais. Paprasto konversijos atveju esant pastoviam vietinio generatoriaus dažniui ta pati tarpinio dažnio reikšmė gali būti priimant signalus dviem dažniais Ir

;

Papildomas priėmimo kanalas skiriasi nuo pagrindinio dažniu reikšme ir yra atspindėtas vietinio generatoriaus dažnio atžvilgiu.

Be veidrodinio kanalo, yra ir papildomų kanalų

Jei įvesties kanalo dažnis yra lygus tarpiniam, keitiklis veikia kaip stiprintuvas.

Veidrodžio ir papildomų kanalų buvimas yra reikšmingas superheterodino imtuvo trūkumas, dėl kurio sumažėja jo stabilumas. Pagrindinis būdas susilpninti veidrodinio kanalo priėmimą yra pagerinti kaskadų selektyvumą prieš keitiklį. Tai tampa lengviau, kai tarpinis dažnis didėja. Tačiau tai savo ruožtu apsunkina reikiamos IF rezonansinės charakteristikos susidarymą, ypač kai reikalingas siauras dažnių juostos plotis.

Šis prieštaravimas išsprendžiamas dvigubos transformacijos procese. Esant aukštesniam dažniui, veidrodinio kanalo poveikis susilpnėja, o žemesniame – susidaro reikiama juosta.

Kaip ir kiti imtuvo elementai, dažnio keitiklis gali būti dažnio, fazės ir nelinijinių iškraipymų šaltinis. Pastarieji atsiranda dėl paties transformacijos principo. Taigi papildomų komponentų atsiradimas signalo spektre dėl kombinuotų dažnių prilygsta nelinijiniams iškraipymams. Šių iškraipymų mažinimas pasiekiamas pagerinus selektyvumą ir pasirinkus darbo režimą, kuriame poslinkio laidumo pokyčio pobūdis artėtų prie harmoninio.

Įsivaizduokite dažnio keitiklį kaip grandinės su aktyviu nelinijiniu laidumu, su vietinio generatoriaus valdymo įtampa. . Tokios sistemos įėjimui įvedama signalo įtampa . Išvestis įkeliama , kurio įtampos kritimas
.

Dažnio keitiklio išėjimo srovė
. Apskritai, priklauso nuo netiesinio laidumo charakteristikos, signalo ir tarpinio dažnio

Signalo lygis keitiklio įėjime yra daug mažesnis už vietinio osciliatoriaus įtampą, o keitiklio stiprinimo vertė yra gana didelė, taigi ir nelygybė

;

Taigi keitiklio išėjimo srovė yra dviejų mažų kintamųjų funkcija. Remdamiesi tuo, mes išplečiame srauto funkciją Taylor serijoje mažų kintamųjų laipsniais, apsiribodami pirmaisiais trimis

nariai.

Pirmasis terminas yra keitiklio srovės komponentas, atsirandantis dėl vietinio osciliatoriaus įtampos veikimo
. Pažymėti
. Antrasis narys – tai keitiklio srovės padidėjimas, atsirandantis veikiant signalo įtampai, t.y.
yra netiesinės grandinės laidumas . Veikiant vietinei osciliatoriaus įtampai, laidumo vertė periodiškai keičiasi dažniu . Mes žymime šį laidumą .

Trečiasis terminas apibūdina srovės padidėjimą, atsirandantį dėl tarpinio dažnio įtampos apkrovos. Kiekvienu laiko momentu šis padidėjimas nustatomas pagal netiesinės grandinės laidumą
ir šios įtampos momentinė vertė.

Pažymėkime tai ir apibrėžti kaip netiesinės grandinės laidumą
. Taigi

Atstovaujanti funkcijai ,Ir Furjė eilučių pavidalu ir darant prielaidą, kad tarpinis dažnis susidaro pagal dėsnį

Įsivaizduokite tarpinio dažnio srovę kitame. forma

pereinant prie sudėtingų amplitudių, paskutinė išraiška pateikiama formoje

ir ją galima pavadinti tiesioginės transformacijos lygtimi. Čia - kaip funkcijos harmonikaS. - pastovus komponentas .

Panašiai galite įsivaizduoti dažnio keitiklio grandinę iš išėjimo pusės. Darant prielaidą, kad tarpinio dažnio šaltinis yra prijungtas prie keitiklio išėjimo, galima gauti išėjimo srovės išraišką signalo dažniu. Bet kurioje tikroje dažnio keitiklio grandinėje tam tikru ar kitokiu laipsniu įtaka
įjungta dėl netiesinės grandinės atvirkštinio laidumo. Šis procesas vadinamas atvirkštiniu dažnio konvertavimu. Fizinė šio poveikio prasmė yra tokia. Netiesiniam laidumui taikoma tarpinio dažnio įtampa paverčiama vietinio generatoriaus įtampa į signalo dažnio srovę. Kaip dažnis keistų vietomis.

Įvesties srovės atvaizdavimas kaip funkcija ir du maži kintamieji Ir
jos vertė gali būti išreikšta kaip serija pagal analogiją su tiesiogine transformacija, jei jos yra sukeičiamos. Atskirdami įvesties srovės komponentą nuo dažnio, galime gauti tokią jo kompleksinės amplitudės išraišką

,

Kur
Ir - periodinės vietinio generatoriaus įtampos funkcijos, atitinkamai atspindinčios netiesinės grandinės atvirkštinio laidumo k-osios harmonikos amplitudę
. Ir pastovus tos pačios grandinės laidumo komponentas . Šiuos dydžius lemia netiesinės grandinės tipas ir amplitudė . Pateikta išraiška gali būti laikoma atvirkštinės transformacijos lygtimi. Atvirkštinė transformacija lemia keitiklio įėjimo ir išėjimo laidumo pasikeitimą. Daugiausia tai taikoma diodiniams keitikliams ir keitikliams su bendrąja tinkleliu (baze). Šiuo atžvilgiu reikia atsižvelgti į (vidinius parametrus).

- Transformacijos statumas. Tarpinio dažnio srovės amplitudės ir signalo įtampos amplitudės santykis, kai išėjimas yra trumpasis.

- Vidinis laidumas . Tarpinio dažnio srovės amplitudės ir to paties dažnio įtampos amplitudės santykis teisėtame įėjime.

- Vidinis keitiklio stiprinimas. Tarpinio dažnio įtampos amplitudės ir signalo įtampos amplitudės santykis.

Remiantis tiesioginės ir atvirkštinės transformacijos lygtimis, galima sudaryti ekvivalentinę keitiklio grandinę, kurios pagalba galima nustatyti jo išorinius parametrus.

- Konversijos koeficientas

- Įvesties laidumas

yra lygi netiesinio elemento įėjimo laidumo sumai ir laidumas dėl atvirkštinės transformacijos.

bendra keitiklio įvesties srovė signalo dažniu dėl netiesinio elemento įėjimo laidumo ir atvirkštinės konversijos.

- Išėjimo laidumas

yra keitiklio vidinio laidumo ir apkrovos laidumo suma
.

Dažnio keitiklių triukšmas.

Dažnio keitiklių triukšmo šaltiniai ir jų vertinimo metodika yra panašūs į UHF, tačiau atsižvelgiama į konvertavimo ypatybes. Mikrobangų diapazone, naudojant diodinius puslaidininkinius maišytuvus, triukšmo kiekybiniam įvertinimui naudojama santykinės triukšmo temperatūros sąvoka.

, Kur
- triukšmo galia, kurią sukuria tik keitiklio išėjimo varža esant temperatūrai aplinką. Suderinus keitiklį su vėlesne kaskada

,

iš čia

darant prielaidą, kad suderinimas užtikrinamas keitiklio įėjime ir darant prielaidą, kad jo triukšmo dydis lygus

triukšmo temperatūra gali būti pavaizduota kaip

,

Kur
- galios perskaičiavimo koeficientas.

Papildomas vidinio triukšmo šaltinis yra konvertavimas per vaizdo kanalą, nes yra triukšmo komponentų, patenkančių į IF dažnių juostą, suma. Šis reiškinys įvertinamas lygiaverčiu imtuvo efektyvaus triukšmo dažnių juostos pločio padidėjimu. Tik veidrodiniame kanale toks lygiavertis pratęsimas yra maždaug lygus

,

Kur
yra efektyvusis imtuvo triukšmo dažnių juostos plotis, - nusilpęs Z.K.