3.6. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЧАСТОТЫ
Под преобразованием частоты подразумевают перемещение спектра сигнала по шкале частот без изменения характера сигнала, т. е. соотношений между компонентами спектра. Для модулированных колебаний это означает изменение (повышение или понижение) несущей частоты с сохранением вида модуляции и закона изменения модулируемого параметра.
Преобразование частоты осуществляется в нелинейных или параметрических цепях. Рассмотрим преобразование частоты AM колебания
с помощью вспомогательного синусоидального напряжения
в параметрической цепи, ток в которой определяется выражением
Соотношению (3.61) соответствует схема рис. 3.20, содержащая параметрический резистивный элемент, проводимость которого
изменяется пропорционально сигналу
Подставляя (3.59) и (3.60) в (3.61), получаем ток
в виде суммы двух AM колебаний, подобных входному сигналу (3.59). На рис. 3.21 а, б построены соответственно спектры входных напряжений и тока Для получения AM напряжения с несущей частотой достаточно ток пропустить через параллельный колебательный контур, настроенный на эту частоту; его частотная характеристика соответствует пунктирной линии на рис. 3.216. Напряжение на таком Контуре будет модулированным по амплитуде по тому же закону, что и входной сигнал (3.59):
т. е. преобразование частоты произойдет без искажений. Аналогично производился преобразование частоты ЧМ (ФМ) сигналов (см. табл. 3.1).
Рис. 3.20
Рис. 3.21
Преобразование с выделением частоты осуществляется радиоприемных устройствах (см. рис. В.6) и во входных частях ретрансляторов радиорелейных линий (PPЛ). В выходных
Таблица 3.1
частях производится восстановление входного сигнала путем выделения суммарной частоты
В практических схемах преобразователей частоты используются нелинейные элементы (полупроводниковые диоды, транзисторы, лампы), работающие чаще всего в таких условиях (см. § 2.6), когда они ведут себя как параметрические, управляемые сильным сигналом. В качестве сильного сигнала используется вспомогательное гармоническое колебание (3.60), получаемое от отдельного генератора (гетеродина).
Когда напряжения (3.59) и (3.60) действуют на нелинейный преобразователь частоты с квадратичной ВАХ, ток имеет компоненту подобную (3.61). Поэтому в числе других в токе содержатся такие же составляющие с частотами что и в (3.63), обеспечивающие неискаженное преобразование частоты. В общем случае аппроксимации ВАХ полиномом степени компоненты частот получаются из членов аьик с четными что приводит к искажениям огибающей, если Так, из компоненты содержащейся в получаются составляющие частот с огибающей, пропорциональной не