二次变频和像频干扰

2014-02-20 来源:微波射频网搜集整理 字号:
科学合理的一中频应该选择在HF带外,最好远高于短波高端频率2~3倍,如果高端频率是27 MHz,一中频范围应是54~81 MHz。选择这么高的一中频后,引起假响应和互调的谐波频率、直接中频干扰频率均在短波波段之外,对减小干扰提高信噪比极其有利,工艺要求也没有带内中频苛刻。并且一本振的频率复盖范围在一个倍频程内,振荡回路用一个波段就能复盖整个短波波段,调谐连续,设计简单。唯一的缺点是对一本振的频率稳定度要求极高,只有用频率合成技术才能满足要求,在机械调谐机中实现起来成本很高。

4、二次变频的假响应

二次变频使接收机具有优良的像频抑制比,但电路里有两个本振和二个混频器,如果它们的频谱不纯,相互之间屏蔽不好,距离太近。二个本振频率以及它们的谐波之间就会发生互调,产生等于二中频的假信号,接收机对这些信号没有选择性,会直接响应这些信号,所以称假响应。假信号如果落在电台的广播频率上,就会和电台频率产生差拍啸叫,如果假信号很强,甚至会把接收信号干扰掉,这和干扰台的原理相同。即是假信号处无电台频率,假信号本身是无调制的等幅信号,又不受输入回路的衰减,会直接窜入中放而降低信噪比。

假信号频率可以精确的计算出来,它等于

一般一本振的1~3次谐波和二本振的2~5次谐波组合成的假信号对带内一中频二次变频机影响较大。当m=1,2,3。n="2",3,4,5,fid1=10.7MHz,fid2=455KHz时,计算出部分假信号频率见表1。

表1:假信号频率表

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

*在国际短波米段内

由于假响应的影响,带内中频二次变频接收机设计中考虑的因素较多,首先要求本振波形好,不产生谐波。其次,最好把本振和混频分别屏蔽起来,二个本振之间的空间距离要足够远。PCB设计要走弧线,采用泪滴焊盘,避免硬拐角等。电路设计上要采用对称性很高能抵消谐波的混频器,而且不能用开关式混频器来提高信噪比。从这些要求看出,二次变频更适合用于体积较大的收音机中,例如军机和台式机。

5、二变与广播电台的互调干扰

二次变频除了假响应以外,米波段的FM广播、电视台图像和伴音射频信号、通讯机信号与一本振及谐波互调,也会产生频率等于中频的干扰信号,这种干扰也对采用带内一中频的二次变频机非常不利。设fB 是外来广播信号,互调干扰频率是

一般一本振的1~4次谐波产生互调较大,故m=2、3、4时,计算出本振谐波与电视和调频广播产生的一部分互调干扰频率如表2。

表2:互调干扰信号频率表

m fB(MHz) fs (MHz)
2 83.75 (TV-4,伴音) 25.825
3 83.75/77.25 (TV-4,伴音/图像) 13.65/9.82
4 83.75/77.25 (TV-4,伴音/图像) 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:互调干扰全部在国际短波米段内

解决米波信号互调的方法除屏蔽一本振外,还可在天线和输入回路之间插入一个100K~30MHz的高斜率带通滤波器,或0~30MHz的低通滤波器。最好把高频头(高、混、振)全屏蔽,防止强信号直接窜入混频产生互调。

6、二次变频与灵敏度的误区

一些书刊和一些厂商的产品资料上讲,二次变频能有效地提高灵敏度,它们的理由是二次变频增加了一中放和高放,检波之前的增益增大了,故使收音机的灵敏度提高了。这个概念是错误的,短波接收机的灵敏度是由天线收到的噪声电平和接收机所产生的噪声电平所决定,短波段宇宙噪声可以忽略,故使用拉杆天线这种电场型天线接收机的灵敏度可用下面公式计算

式中K是波尔斯曼常数,T是绝对温度,RA是天线的等效电阻,BN是接收机通频带宽度,FN是接收机的噪声系数,D是声音的最低分辨率,相当于信噪比。

可以看出当带宽和信噪比确定后,只能从减小天线等效电阻和降低噪声系数入手去提高灵敏度。如果用加大增益的方法去提高灵敏度结果会适得其反,高增益使机器的本底噪声剧增,使接收机丧失了鉴别微弱信号的能力,也缩小了动态范围。现代IC收音机的中放增益远高于二级晶体管中放的增益,但接收灵敏度反不如后者,就是一个实例。用目前的器件和技术,短波灵敏度的极限值约为0.6微伏,要超越这个门槛,提高的幅度和花费的成本将呈指数关系。

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