1.2.2. Тракт проміжної частоти

Склад тракту проміжної частоти в значній мірі визначається кількістю ступенів перетворення частоти, а це у свою чергу залежить від вимог до селективності і смуги пропускання пристрою. Крім цього, необхідно враховувати необхідне підсилення лінійного тракту, тому що основне підсилення приймача здійснюється в тракті останньої проміжної частоти .

Як відомо, динамічний діапазон (ДД) рівнів вхідних впливів у РПП може перевищувати 100 дБ. Це необхідно враховувати при виборі активних елементів як ПСЧ так і перетворювача частоти. Сучасні перетворювачі на біполярних (БП) транзисторах і ІС мають ДД до 50...60 дБ, польові транзистори – до 90...100 дБ, кільцеві і балансні перетворювачі на напівпровідникових діодах – до 120...130 дБ. Гарні результати по розширенню ДД дає використання ключових перетворювачів частоти з формою коливання гетеродина – меандр. Ці перетворювачі особливо перспективні для приймачів інфрадинного прийому (див.5, с.160). Якщо даних з ДД перетворювача немає, при орієнтовних розрахунках допустиме значення сигналу на вході першого змішувача на польовому транзисторі можна приймати рівним 200...500 мкВ, на біполярному транзисторі – 30...40 мкВ; на вході другого змішувача – 2...5 мВ і 300...400 мкВ відповідно на польовому і біполярному транзисторах.

В даний час випускається цілий ряд гібридних інтегральних схем ГІС серій К224, К228, К235, К237 та інших з транзисторними перетворювачами частоти з ДД по входу близько 60дБ. Перспективними для перетворення є двозасувні польові транзистори.

У пристроях із двох і більш кратним перетворенням частоти необхідно забезпечити придушення паразитних каналів відповідних дзеркальних частот до змішувачів.

Проектуючи склад тракту останньої проміжної частоти, необхідно звернути увагу, зокрема для приймачів ДКМХ, на різноманіття їхніх режимів роботи, через що істотно ускладнюється цей тракт. Наприклад, професійні пристрої магістрального зв'язку можуть приймати сигнали з АМ (A3), AT (AІ й А2), ОМ (АЗВ, АЗА, АЗТ), ЧТ ( F 1), ДЧТ (F 6) та інші. При цьому детальній розробці може бути піддана функціональна схема, яка відповідає одному з режимів роботи (відповідно до ТЗ), однак у цьому випадку орієнтовний розрахунок повної функціональної схеми приймача повинен передбачати й інші режими. У якості селективного навантаження змішувача, як правило останнього ступеня перетворення частоти, служить змінний ФЗВ. Коефіцієнт передачі ФЗВ необхідно враховувати при розрахунку коефіцієнта підсилення К₀зм змішувача, наприклад, за формулою

де m_К, m_Б – коефіцієнти включення фільтра з боку виходу і входу відповідно; R_вх,R_вих,К_ф– параметри обраного фільтру.

Конкретний тип ФЗВ – багатоланковий LC – фільтр, п’єзокерамічний, п’єзокристалічний, п’єзомеханічний, магнітострікційний – вибирається чи розраховується за необхідною смугою пропускання 2 fnp, резонансною частотою і мірою придушення перешкоди з частотою сусідньої станції (див. [1,с.294–306]; [2, с.38–45,193]; [3, с.283–296]).

Однак розвиток мікроелектроніки вимагав пошуку нових технічних рішень для частотно-селективних цілей, тому що, являючись найбільш важливими, вони залишалися і найбільш габаритними і погано узгоджуваними з вхідними і вихідними параметрами ІС. Тому в останні роки велися інтенсивні дослідження в області синтезу нових селективних ланок, однак питання про повну заміну традиційних LC – фільтрів поки що не вирішене. І зараз вітчизняна промисловість випускає LC – фільтри у вигляді закінчених вузлів, які узгоджуються за розмірами з корпусами ІС [4, с.184] .

Останнім часом знайшли застосування інтегральні п’єзофіль­три (електрична схема виконана у вигляді ІС і розміщена в одному корпусі з п’єзоелементами). До них відносяться, наприклад, фільтри на об'ємних чи поверхневих хвилях (ПАХ), які, будучи пристроями функціональної мікроелектроніки, мають обсяг і масу більш ніж у 1000 разів меншу і вартість більш ніж у 3 рази меншу звичайних п'єзоелектричних фільтрів. Діапазон їхніх частот від 3...30 до 250 МГц (на гармоніках), з добротністю 10³…10⁴.

Досяжні на сьогодні параметри смугових фільтрів на ПАХ наводяться в роботі [4, с.223]. Наприклад, вузькосмуговий фільтр на частоті f₀ = 46 МГц з кГц має загасання в смузі загородження 30 дБ. Однак зі зниженням частоти розміри цих фільтрів ростуть і при f< 10 МГц їхня перевага помітно втрачається.

Найбільш перспективними фільтрами для сучасної технології є елементи на основі електричних схем або активні фільтри. У практичних конструкціях фільтрів роль активних елементів звичайно виконують операційні підсилювачі на ГІС. Методи синтеза структурної схеми, розрахункові співвідношення, приклади реалізації схем активних LС – і RС – фільтрів можна знайти в роботі [4, с. 188–201]. Приклад проектування RС – фільтра другого порядку на операційних підсилювачах (ОП) К1УТ401А з частотою f₀ = 3 МГц приводиться в [6].

Побудова тракту проміжної частоти за методом зосередженої вибірковості і розподіленого підсилення дозволяє проектувати ППЧ як широкосмугові або резистивні підсилювачі. Для побудови таких підсилювачів застосовують ІС серій: К218, К219, К224, К235, К237. Ряд з них, наприклад, 235УРЗ, 235УР7, 235УР9 й інші виконані з елементами АРП.

В результаті орієнтовного розрахунку тракту проміжної частоти повинні бути обґрунтовані й визначені:

– його остаточний склад;

– конкретні типи вибіркових систем, виходячи з необхідних значень придушення частот сусідніх каналів, а при двох і більш кратному перетворенні частоти й інших паразитних каналів;

– активні елементи і кількість каскадів тракту.

– принципова схема тракту.

У тих пристроях, де застосовуються різні типи демодуляторів, які відрізняються значеннями Uвх_Д, загальний тракт проміжної частоти fпр розраховують з умови забезпечення мінімальної вхідної напруги на детекторі Uвх_Дmin. Необхідний рівень напруги для інших детекторів забезпечується додатковими ступенями підсилення окремих трактів.