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文檔簡介
1、第六章,高頻調(diào)諧器(高頻頭), 6.1高頻調(diào)諧器的功用及性能要求,一、高頻頭框圖組成(VHF高頻頭),包括:輸入回路、高頻放大器、本機振蕩器、混頻器,二、作用與要求,1、作用:選擇頻道;放大;混頻,得到中頻 2、要求:噪聲系數(shù)小,功率增益高,放大器工作穩(wěn)定。 帶寬要寬,選擇性要好。 阻抗要匹配 高放有AGC控制 本振頻率穩(wěn)定,對外輻射小。 3、結(jié)構(gòu):機械式(轉(zhuǎn)鼓式) 電子式(電調(diào)諧), 6.2 輸入回路,一、阻抗變換器 在雙孔的高導(dǎo)磁率磁芯中,雙線并繞45圈。,u入四等分,u出1/2u入,u入/u出2/1 nu入/u出n2/n12 Z入n2Z出4Z出 Z出1/4 Z入1/430075,U入,U
2、出,Z入,Z出,二、高通濾波器(中頻抑制電路),抑制干擾中頻(38MHz左右),三、輸入選頻電路,基本電路為LC并聯(lián)諧振回路,選擇頻道。,天線,高放,諧振時,Z諧大,Q值高(QZ諧/0L),選擇性好。,存在問題:,諧振等效電路為:,接入電路后,Z天75,Z高放幾十幾百,此兩值將使回路Q值下降,帶寬過寬,影響選擇性。,Z天線,Z高放,f0,Q小,解決辦法:,采用電感抽頭、電容分壓耦合。,式中:,L=L1+L2,等效電路為:,適當(dāng)選擇L1、L2和C1、C2,可做到阻抗匹配。,輸入部分:,輸出部分:,實際電路,高頻頭常用的選頻電路, 6.3 高頻放大器,一、作用與要求 1、作用:對高頻電視信號進行放
3、大。 2、要求:噪聲系數(shù)要小 增益約20db(10倍),各頻道增益均勻。 通頻帶要寬,選擇性要好。 受AGC控制,二、基本電路形式,共射雙調(diào)諧放大器 特點:功率增益高,易做到低噪聲和匹配。,三、電路特點,1、低噪聲 高放管為超高頻低噪聲管,fT700MHz,噪聲系數(shù)3db。 2、雙調(diào)諧回路 初級為高放級負(fù)載,次級為混頻級的輸入。初、次級通過互感互相耦合,且諧振在同一頻率上。,雙調(diào)諧回路頻率特性:, 1(弱耦合) 諧振曲線為單峰,幅值低。 1(臨界耦合) 諧振曲線為單峰,幅值增大。 1(強耦合) 諧振曲線為雙峰,幅值增大, 中間下凹,兩邊陡峭。,高放級總頻率特性選擇電路諧振單峰輸出回路的諧振雙峰
4、。 特點:通頻帶寬、頂部平坦、邊沿陡峭。,3、中和電路,由于Cbc的存在,造成反饋,易產(chǎn)生自激。故加CN,將信號與Cbc反饋的信號相互抵消,起“中和”作用。通常由實驗決定其大小。, 6.4 本機振蕩器,一、作用與要求 產(chǎn)生一個比所接收的圖像載頻高出38MHz的等幅正弦信號。 振蕩頻率穩(wěn)定,漂移小。 本振頻率可微調(diào)。 有金屬外殼屏蔽。 輸出波形好。,二、基本電容三點式振蕩電路,等效電路,缺點:頻率穩(wěn)定度不高。 原因:Cbe與C1并聯(lián),Cbc與L并聯(lián),結(jié)電容的變化引起本振頻率的改變。,三、改進型電容三點式振蕩器(clapp電路),改進方法:在L支路中串接小電容C3,f與C1,C2無關(guān),穩(wěn)定度提高。
5、,若滿足C3C1,C3C1,F ,于是,四、實際電路,串接的小電容并非較C1、C2小很多,若過小,不易起振。此電路穩(wěn)定度仍很高。 實際電路中C1為負(fù)溫度系數(shù)電容,進一步穩(wěn)定電路。 L可微調(diào)。(本振微調(diào)), 6.5 混頻器,一、作用與要求 產(chǎn)生中頻 混頻器功率增益要大 選擇性好、噪聲系數(shù)小 混頻失真及干擾小 前、后級阻抗要匹配,混頻示意圖,二、混頻原理,1、變頻 a、線性元件不能產(chǎn)生新的頻率 設(shè)u1U1mcos1t u2U2mcos2t ikuk(u1u2) k(U1mcos1tU2mcos2t) 頻率不變,i,u,iku,b、非線性元件可實現(xiàn)頻率變換,b、非線性元件可實現(xiàn)頻率變換,冪級數(shù)展開
6、i=a0a1ua2u2.(略去高次項) ia0a1(U1mcos1tU2mcos2t)a2(U1mcos1tU2mcos2t)2 = +,由上式可見:結(jié)果出現(xiàn)了直流、1和2分量、21和22分量、(12)與(12)分量等。實際要取出(12)分量。,混頻后,包絡(luò)不變,載頻變。,2、放大,工作在線性部分,與變頻矛盾。故要選擇合適工作點,以變頻為主,放大為輔。,三、電路形式,混頻輸出回路采用互感耦合雙調(diào)諧回路,選出差頻(中頻)信號,并采用電容分壓式與中放電路相連接。,混頻器的頻譜變換,高頻調(diào)諧器實例分析 下面以KP122型高頻頭為例來分析高頻調(diào)諧器各功能電路之間的聯(lián)系。,KP12-2高頻頭電路圖,1
7、輸入回路 (1) 高通濾波器 高通濾波器由L1、L2、L3、L4、C1、C2、C3組成。,(2) 輸入調(diào)諧回路 輸入調(diào)諧回路采用電感抽頭,電容分壓電路,并且15頻道和612頻道采用兩組不同電感與電容分壓比,以保證112頻道間增益相差不大。,2 高放級 高放級采用雙調(diào)諧共發(fā)射極放大電路,V1為高放管;R1、 C7和AGC電壓為基極偏置;C8為射極旁路電容,R2是射極電流負(fù)反饋電阻;R3為調(diào)高放管V1射極電位的電阻;,C12是中和電容;為了保證高、低頻道增益相差不大,在15頻道時,L7/R5、C9/C10、C11組成雙調(diào)諧初級回路,R5作為阻尼電阻, 降低了此時高放增益;而在612頻道時,C9、C
8、11、L7組成雙調(diào)諧初級回路;L8、C13、C14、C16組成雙調(diào)諧次級回路。,3 本振電路 本振管V3選用高頻低噪聲晶體管。振蕩部分采用變型三點式共集電極電路,其振蕩頻率取決于C24、C25、C28、L9。 其中,C24為串聯(lián)補償電容。此外,R12、C27組成電源濾波電路,C18為耦合電容,C27對高頻短路,使本振為共集電極電路。,4 混頻級 V2為混頻管,它采用共發(fā)射極雙調(diào)諧放大電路。其中,C20、 R10、T、C21、C22組成雙調(diào)諧初次級回路。R10用來調(diào)整帶寬,初次級都調(diào)諧在中心頻率34.5MHz上。,為了滿足阻抗匹配,混頻級輸入回路與混頻管采用電容分壓方式連接。該混頻級采用本振信號
9、與高頻電視信號同時注入混頻管基極的方式?;祛l管工作在非線性區(qū),靜態(tài)電流約1.52mA,其工作點由R8與R6決定。, 6.6 特高頻調(diào)諧器,一、UHF電視頻段的特點 UHF有56個頻道(1368),每一頻道帶寬仍為8MHZ,但頻率高(470958MHZ)。 1、信噪比高:工業(yè)干擾小,通信電臺少。 2、天線尺寸?。翰捎?0cm環(huán)形天線,易架設(shè)。 3、選臺方便:能容納的電臺數(shù)量多,頻道可錯開,相互干擾小。 4、電波傳播損耗大:以直射波為主,繞射能力差,易受建筑物或樹木等影響,傳播距離不遠(yuǎn),故所需發(fā)射功率大。,二、UHF高頻頭的組成,輸入回路,高放 VHF 中放 UHF,混頻 VHF 中放 UHF,輸
10、入 回路,高放,混頻,本振,本振 VHF 停振 UHF,UHF,VHF,三、UHF調(diào)諧器的工作原理,接收UHF信號時,VHF置空檔,且VHF高放的雙調(diào)諧回路線圈換成中頻段線圈,本振置短路線,使其不產(chǎn)生本振。由于UHF有了兩級中放,故UHF高頻頭可不對高放作要求(0db增益)。 由于UHF頻率太高,改變回路的諧振頻率已無法用電感(圈數(shù)少,Q值低),故諧振回路的諧振電感采用短于/4的短路線或/4l/2的開路線,用改變電容的方法來改變諧振頻率。,短路線:終端短路的無損耗傳輸線,當(dāng)其長度滿足l/4時,其輸入阻抗為一感抗。 開路線:終端開路的無損耗傳輸線,當(dāng)其長度l與傳輸信號的波長之間滿足/4l/2時,
11、其輸入阻抗也為一感抗。 為減小輻射損失,諧振回路采用同軸型傳輸線(諧振腔)。,開路線在0/4之間是呈電容性的, 所以在開路線的另一端再加接電容C來代替這一段開路線, 于是開路線諧振器的內(nèi)導(dǎo)體長度又被縮短, 如圖所示, l/4。,諧振腔的耦合方式及集中參數(shù)等效電路,各種耦合方式等效電路, 6.7 電調(diào)諧高頻頭,優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單,可靠性高,壽命長,調(diào)諧方便,能實現(xiàn)自動控制。 一、變?nèi)荻O管 結(jié)電容變化范圍較大的PN結(jié)二極管。 特點:工作在反偏壓狀態(tài),當(dāng)外加電壓發(fā)生變化時,其結(jié)電容也隨之改變。,圖 6-3 變?nèi)莨?CB14 壓控特性,二、電子調(diào)諧原理,三、頻道覆蓋與開關(guān)二極管,頻道覆蓋系數(shù)定義為: Kf 所以 VHF:Kf UHF:Kf,Kf,故要求電容覆蓋系數(shù)(電容比)為:,KC,故要求: VHF:Kc4.172=17.4 UHF:Kc22=4,由于實際電容二極管的變化比為 Kc18/
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