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二次變頻和像頻干擾

2014-02-20 來源:微波射頻網搜集整理 字號:
科學合理的一中頻應該選擇在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,一中頻范圍應是54~81 MHz。選擇這么高的一中頻后,引起假響應和互調的諧波頻率、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中頻苛刻。并且一本振的頻率復蓋范圍在一個倍頻程內,振蕩回路用一個波段就能復蓋整個短波波段,調諧連續,設計簡單。唯一的缺點是對一本振的頻率穩定度要求極高,只有用頻率合成技術才能滿足要求,在機械調諧機中實現起來成本很高。

4、二次變頻的假響應

二次變頻使接收機具有優良的像頻抑制比,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生互調,產生等于二中頻的假信號,接收機對這些信號沒有選擇性,會直接響應這些信號,所以稱假響應。假信號如果落在電臺的廣播頻率上,就會和電臺頻率產生差拍嘯叫,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

由于假響應的影響,帶內中頻二次變頻接收機設計中考慮的因素較多,首先要求本振波形好,不產生諧波。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設計要走弧線,采用淚滴焊盤,避免硬拐角等。電路設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干擾

二次變頻除了假響應以外,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,也會產生頻率等于中頻的干擾信號,這種干擾也對采用帶內一中頻的二次變頻機非常不利。設fB 是外來廣播信號,互調干擾頻率是

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

表2:互調干擾信號頻率表

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:互調干擾全部在國際短波米段內

解決米波信號互調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生互調。

6、二次變頻與靈敏度的誤區

一些書刊和一些廠商的產品資料上講,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,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,FN是接收機的噪聲系數,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,也縮小了動態范圍。現代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,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關系。

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