что такое зеркальный канал
ЗЕРКАЛЬНЫЙ КАНАЛ
радиоканал в супергетеродинном приёмнике, отстоящий на двойную промежуточную частоту от осн. канала так, что частота гетеродина располагается посредине между ними. Во избежание помех приёму по осн. каналу сигналы 3. к. ослабляются с помощью электрич. фильтров на входе радиоприёмника. В технич. хар-ках приёмников указывается степень ослабления по 3. к.
Смотреть что такое «ЗЕРКАЛЬНЫЙ КАНАЛ» в других словарях:
зеркальный канал — Канал побочного приема в супергетеродинном приемнике, отстоящем от рабочего на величину удвоенной промежуточной частоты. [Л.М. Невдяев. Телекоммуникационные технологии. Англо русский толковый словарь справочник. Под редакцией Ю.М. Горностаева.… … Справочник технического переводчика
зеркальный канал приема — Побочный канал приема, включающий зеркальную частоту. [ГОСТ 24375 80] Тематики радиосвязь Обобщающие термины радиопередатчики … Справочник технического переводчика
Зеркальный канал приема — 342. Зеркальный канал приема Зеркальный канал Источник: ГОСТ 24375 80: Радиосвязь. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Зеркальный канал приема — 1. Побочный канал приема, включающий зеркальную частоту Употребляется в документе: ГОСТ 24375 80 … Телекоммуникационный словарь
ГОСТ 24375-80: Радиосвязь. Термины и определения — Терминология ГОСТ 24375 80: Радиосвязь. Термины и определения оригинал документа: 304. Абсолютная нестабильность частоты радиопередатчика Нестабильность частоты передатчика Определения термина из разных документов: Абсолютная нестабильность… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Радиоприёмник прямого преобразования — Радиоприёмник прямого преобразования, также называемый гомодинным или гетеродинным радиоприемник, в котором радиосигнал непосредственно преобразуется в сигнал звуковой частоты с помощью маломощного генератора (гетеродина), частота которого… … Википедия
Карелия (телерадиокомпания) — ГТРК «Карелия» ФГУП ВГТРК ГТРК «Карелия» … Википедия
Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств (ЭМС РЭС) — Способность радиоэлектронного средства (РЭС) функционировать в реальных условиях эксплуатации с требуемым качеством при воздействии на него непреднамеренных помех, не создавая при этом радиопомех другим РЭС группировки войск. Проблема ЭМС, прежде … Энциклопедия РВСН
Супергетеродинный радиоприёмник — (супергетеродин) один из типов радиоприёмников, основанный на принципе преобразования принимаемого сигнала в сигнал фиксированной промежуточной частоты (ПЧ) с последующим её усилением. Основное преимущество супергетеродина перед… … Википедия
Подавление зеркального канала и приемники прямого преобразования
В данной статье мы обсудим проблему «зеркального канала» в приемниках на основе ПЧ, а также рассмотрим альтернативный подход, который устраняет это усложнение.
В предыдущей статье мы изучили преимущества, связанные с использованием промежуточной частоты (ПЧ или IF, intermediate frequency). Однако ПЧ-архитектуры повлекли за собой серьезный недостаток, и на самом деле этот недостаток является важным фактором, мотивирующим к разработке альтернатив, основанных на прямом преобразовании.
Зеркальный канал
Приемник на основе ПЧ использует сигнал генератора с переменной частотой (ГПЧ или VFO, variable-frequency oscillator) для смещения принимаемого спектра вниз до эквивалентного спектра, центрированного вокруг промежуточной частоты; смещение выполняется посредством умножения. Однако эта операция умножения влияет не только на принимаемый спектр, но и на любой спектр, расположенный симметрично относительно частоты ГПЧ. Другими словами, умножение сдвинет один спектр, который ниже частоты ГПЧ на величину ПЧ, и другой спектр, который выше частоты ГПЧ на величину ПЧ.
Влияние зеркального канала на сигнал промежуточной частоты
Как вы можете видеть, и спектр зеркального канала, и спектр искомого сигнала, оба присутствуют в сигнале промежуточной частоты, который будет затем демодулироваться. На этом рисунке мы можем легко отличить один от другого, но в реальной схеме это не так – частотная информация в нужном спектре искажается частотной информацией в спектре зеркального канала.
Этот симметрично расположенный спектр зеркального канала является серьезным препятствием для надежного приема, основанного на ПЧ. Почему? Поскольку спектр зеркального канала (предположительно) не находится под управлением проектируемой беспроводной системы, и, следовательно, это может быть что угодно, включая сигнал, который намного мощнее интересующего нас сигнала. Таким образом, если мы не сделаем что-то для уменьшения влияния зеркального канала, качество приема системы будет зависеть от непредсказуемого поведения сигналов, близких к частоте зеркального канала.
Подавление зеркального канала
Чтобы уменьшить влияние спектра зеркального канала, гетеродинные приемники используют фильтры подавления зеркального канала. Они помещаются перед смесителем, так чтобы спектр зеркального канала подавлялся до смещения на промежуточную частоту. Это эффективное решение, но есть два осложнения.
Компромисс
Фильтр подавления зеркального канала будет не очень полезен, если он ослабляет и спектр зеркального канала, и спектр интересующего нас сигнала. Таким образом, амплитудно-частотная характеристика фильтра должна переходит от низкого ослабления в полосе необходимого сигнала к высокому затуханию в полосе зеркального канала. Как и в случае с любым фильтром, быстрые переходы от полосы пропускания до полосы задерживания являются сложными, и, таким образом, будет легче разработать фильтр подавления зеркального канала, если между необходимой полосой и полосой зеркального канала будет большой разнос по частоте.
Однако разделение между требуемой полосой и полосой зеркального канала пропорционально промежуточной частоте (более конкретно, это разделение в два раза больше промежуточной частоты). Это означает, что большее разделение соответствует более высокой ПЧ. Это не катастрофично, но мы должны помнить, что мы хотим, чтобы промежуточная частота была значительно удобнее (с точки зрения обработки сигналов), чем высокая частота, используемая для радиочастотной передачи. Если мы увеличим промежуточную частоту слишком сильно, то трудности, создаваемые более высокой ПЧ, могут перевесить преимущества улучшенного подавления зеркального канала. Таким образом, фильтрация подавления зеркального канала влечет за собой фундаментальный компромисс между подавлением зеркального канала и желанием поддерживать более низкую промежуточную частоту.
Интеграция или отсутствие
Подавление зеркального канала обычно осуществляется с помощью фильтра, который не включен в интегральную микросхему. Другими словами, фильтры подавления зеркального канала занимают площадь на печатной плате и время на проектирование, а в контексте современной электроники оба этих ресурса ценны и в дефиците.
Компании часто пытаются свести к минимуму время, затрачиваемое на перенос нового продукта на фазу производства, а важным способом сокращения времени проектирования является, по возможности, избегание специальной разработки – другими словами, использование протестированных и проверенных интегральных микросхем вместо недавно разработанных внешних схем. Что касается площади на печатных платах, то неудивительно, что миниатюризация является одной из основных целей в различных отраслях электроники, и единственный способ добиться экстремальных уменьшений размеров – это технология интегральных микросхем. Таким образом, гетеродинные приемники, которые полагаются на фильтры подавления зеркального канала, в корне проблематичны в отношении неизбежных реалий в проектировании современной электроники.
Возможное решение: прямое преобразование
Как упоминалось в предыдущей статье, приемник с прямым преобразованием сдвигает принятый сигнал в базовый (низкочастотный) диапазон вместо промежуточной частоты. Другими словами, частота генератора переменной частоты всегда равна центральной частоте интересующего нас спектра.
Структурная схема приемника прямого усиления
Данный подход включает в себя одно очень важное преимущество – он устраняет проблему с зеркальным каналом. В схеме прямого преобразования отсутствует спектр зеркального канала: интересующий нас спектр центрирован вокруг частоты генератора переменной частоты, и нет спектра, который может быть симметрично расположен относительно частоты ГПЧ, когда необходимая центральная частота и частота ГПЧ равны.
Другим преимуществом прямого преобразования является просто расширение преимуществ, связанных с архитектурами на основе промежуточной частоты. Промежуточная частота облегчает обработку сигнала, поскольку она значительно ниже частоты передачи, но обработка может быть еще проще, когда «промежуточная» частота равна 0 Гц, т.е. когда принятый спектр смещается непосредственно на основную (низкочастотную) полосу частот.
Прямое преобразование сразу кажется превосходной альтернативой: концептуально проще, нет зеркального канала, чтобы испортить принятый спектр, обработка низкочастотных сигналов заменяет обработку сигналов на промежуточной частоте, а отсутствие фильтра подавления зеркального канала позволяет расширить использование технологии интегральных микросхем. Почему же кто-то даже рассматривает архитектуру на основе ПЧ? Ну, оказывается, что существует несколько существенных недостатков, связанных с прямым преобразованием. Здесь мы обсудим только тот недостаток, который, пожалуй, является самым серьезным.
Смещение по постоянному напряжению
Радиоприемники чувствительны к постоянным составляющим сигнала, поскольку амплитуда принимаемых сигналов часто чрезвычайно мала. Эти сигналы с малой амплитудой создают потребность в высоком усилении, но высокое усиление может быстро нарушаться, когда сигнал имеет значительное смещение по постоянному напряжению, поскольку умножение смещения насыщает усилитель.
Смесители легко создают смещение по постоянному напряжению, поскольку умножение синусоиды на другую синусоиду с одинаковой частотой и фазой создает неизменяющуюся составляющую сигнала. В главе 3 мы обсудили сложности, вызванные тем, что радиочастотные сигналы не ограничиваются предназначенными для них путями прохождения. Скорее их высокая частота позволяет им «утекать» в части схемы, где мы бы не хотели их видеть. Проблема создания смещения по постоянному напряжению является прекрасным примером этой проблемы: сигнал генератора утекает в другие части схемы таким образом, что он присутствует на обоих входах смесителя, и результатом является смещение по постоянному напряжению в выходном сигнале.
Приемник прямого преобразования должен реализовывать некоторый способ отмены смещения по постоянному напряжению, а это не особенно простая задача; фильтрация, как правило, невозможна, поскольку фильтр будет подавлять и участки необходимого спектра, которые были сдвинуты вниз до полосы вокруг постоянного напряжения. С другой стороны, гетеродинный приемник может легко удалять смещения по постоянному напряжению с помощью фильтрации, поскольку между постоянным напряжением и диапазоном ПЧ существует значительное разделение по частоте.
Что такое зеркальный канал
Усилители Music Angel
Ламповый усилитель XD500MKIII: EL34, 2х50 Вт Ламповый усилитель XD800MKIII: KT88, 2х65 Вт Ламповый усилитель XD845MKIII: 845, 2х20 Вт Ламповый усилитель XD850MKIII: 300B, 2х9 Вт Ламповый усилитель XD8502AIII: 300B, 2х9 Вт Предварительный ламповый усилитель XD900MKIII: 12AU7, 12AX7
Ламповый усилитель MINI 6: KT88, 2х60 Вт Ламповый усилитель MINIP1: 6AQ5, 2х10 Вт Ламповый усилитель MINIL3: EL34, 2х35 Вт Ламповый усилитель MINIP14: 6P14, 2х10 Вт
Ламповые усилители LACONIC HA-02,03B/B2/M: 6N6P, 2х1,2 Вт на 300 Ом
Принципы схемотехники электронных ламп
16.1. Каналы паразитного приема
1) «зеркальный» канал;
2) канал приема на первой промежуточной частоте;
3) каналы приема, обусловленные гармониками гетеродина.
Каналы паразитного приема реально повредят, собственно, только тогда, когда на них будут работать какие-то станции. От них следует отличать системно обусловленные «пораженные точки». Помимо этого, возможны явления «забития» сильным сигналом, вызванные нелинейностями трактов, и могущие проявиться в приемнике прямого усиления ничуть не меньше, чем в супере.
16.2. Зеркальный канал
Для широкодиапазонных приемников обратный выбор ( f Г f С ) влечет множество проблем. В частности, может оказаться, что частота гетеродина вообще должна быть меньшей нуля, или она может сделаться равной промежуточной, что абсолютно недопустимо. Кроме того, осложняется подавление приема на гармониках гетеродина.
Впрочем, для приема в узких поддиапазонах приемлема и ситуация «гетеродин ниже».
16.3. Высокая ПЧ или добавочный контур?
Повышение промежуточной частоты рассматривается как естественный путь улучшения селекции основного канала относительно зеркального, ведь при этом увеличивается отстройка последнего от резонанса.
Но мы уже знаем, что (для структуры с одноконтурным преселектором) отстройка свыше 10% не даст особо большого эффекта. Она имеет смысл, если к соответствующему показателю нужно добавить разве что несколько децибел; но никак не увеличит подавление на порядок.
Добавление второго контура на частоту сигнала увеличит селективность по зеркальному каналу до 19 · 19 = 360 (46 дБ ). Неплохо для бытового приемника, но недостаточно для профессионального, где потребуется еще один контур (69 дБ ).
16.4. Задиапазонная ПЧ
Применение промежуточной частоты, выходящей за верхнюю границу диапазона принимаемых частот, в современной технике широкодиапазонного радиоприема стало довольно обычным делом (см. рис.). В этом случае и зеркальный, и все другие побочные каналы приема сдвигаются далеко в высокочастотную область, для их подавления достаточно применить в качестве преселектора просто фильтр нижних частот. Неперестраиваемый преселектор обеспечивает простоту реализации, удобство электронной (цифровой) перестройки приемника. А применение многозвенной фильтрации эффективно подавляет нежелательные каналы приема.
Следует, правда, отметить, что для ламповой техники подобные структуры по ряду причин не были характерны.
16.5. Помеха с промежуточной частотой
Но нас сейчас интересует первый из сюжетов: именно, проникновение в тракт ПЧ сигнала на частоте, равной промежуточной. Конечно, в какой-то мере такой сигнал будет подавлен преселектором. Но обычно мы встречаем в схемах добавочный заградительный фильтр на подобную помеху.
Почему так серьезно относятся к подавлению всего лишь одного из ряда паразитных каналов приема?
Во-первых, эта помеха опаснее. Если мешающий сигнал проникает в тракт, к примеру, по зеркальному каналу, то пораженной оказывается только одна конкретная точка шкалы. В то время как помеха на ПЧ давит разом все, независимо от настройки.
Во-вторых, эта помеха считалась вероятнее. Источником помехи с промежуточной частотой мог быть попросту другой радиоприемник (например, работающий за стеной). Как мы упоминали ранее, напряжение ПЧ на входе детектора может доходить до десятков вольт, вот вам и излучатель помехи! Не удивительно, если близкорасположенная антенна другого аппарата будет принимать не столько желаемую станцию, сколько передачу из соседней квартиры.
16.6. Помехи на гармониках гетеродина
Прошу извинения за столь вульгарное преподнесение основ спектрального анализа в одном абзаце.
Подавление указанных паразитных каналов также обеспечивается преселектором, и если в качестве основного канала выбран «нижний», оно не доставляет проблем.
Впрочем, известны разработки, в которых преобразование на второй или третьей гармонике частоты гетеродина являлось именно рабочим режимом.
16.7. Забитие. Кросс-модуляция
Особые ситуации возникают при действии на вход приемника помех большого уровня от близкорасположенных передатчиков.
И что же тогда? Рассматривают два фактора.
1) Сильный сигнал нежелательной станции может послужить своего рода «гетеродином» и перенести по частоте какую-то другую, постороннюю станцию: либо в рабочий диапазон, либо (что более вероятно) на промежуточную частоту. В последнем случае мы будем на всех частотах слышать эту передачу. Возможен и просто прием гармоник мощного сигнала.
2) Сильный сигнал нежелательной станции может быть продетектирован (сеточное детектирование) одной из ламп низкоизбирательной части тракта. Напряжение звуковой частоты будет модулировать передачи других станций, и мы, принимая нужную станцию, будем слышать чужую модуляцию (перекрестная модуляция, или кросс-модуляция). В худшем случае, лампа будет просто заперта постоянной составляющей продетектированного напряжения (забитие тракта).
Забитие и перекрестная модуляция скорее возникают при такой организации сеточных цепей, которая провоцирует режим сеточного автосмещения.
По сути дела мы пришли здесь к показателю, который именуется динамическим диапазоном приемника (или диапазоном допустимых уровней сигнала).
Вот теперь самое время вспомнить, что абсолютное ослабление при больших расстройках не зависит от добротности, оно увеличивается только за счет снижения характеристического сопротивления контура. Хороший в этом отношении преселектор должен иметь низкие индуктивности и большие емкости.
Между прочим, если уровни сигнала и недостаточны, чтобы перегрузить каскад усиления радиочастоты, то, будучи им усиленными, они уже могут оказаться опасными для следующей лампы. Наличие в приемнике каскада УВЧ крайне вредно! А если он и есть, то уж, по крайней мере, вся избирательность по сигналу должна быть сосредоточена на его входе.
16.8. Перегрузка УПЧ
Аналогичные явления могут возникнуть в тракте УПЧ. Хотя полоса пропускания здесь существенно уже, зато уровни сигнала намного выше.
Очевидно, что оптимальная структура тракта будет соответствовать сосредоточению всей избирательности прямо на выходе смесителя (ФСС), а последующие каскады могут быть апериодическими (широкополосными) или слабоизбирательными.
16.9. Двойное преобразование. Пораженные частоты
Двойное преобразование частоты призвано оптимально разделить две задачи: получения требуемого подавления паразитных каналов (решаются применением высокой первой ПЧ) и формирования заданной характеристики основной селекции (что удобнее реализовывать на относительно низкой второй ПЧ). Впрочем, имелись аппараты даже с тройным преобразованием (пример: «Калина»).
Нередко находили применение структуры с переменной первой ПЧ, имеющие два преимущества: единую для всех поддиапазонов шкалу и кварцованный (а значит высокостабильный) первый гетеродин. И тут уж второе преобразование просто неизбежно.
Увеличение числа преобразований множит, в принципе, и паразитные каналы. Но наибольшую опасность представляет сигнал второго гетеродина и его гармоники. Попав на вход приемника, они забивают множество точек диапазона приема, образуя так наз. пораженные частоты.
Борьба с этим явлением одна: всемерно улучшать экранировку блоков приемника и развязку по общим цепям.
17.1. Амплитудный детектор на диоде
Классическая схема «последовательного» детектора дана на рисунке (собственно, это однополупериодный выпрямитель). Если представить ламповый диод как идеальный вентиль, то такая модель («линейного» детектирования) сразу же дает для постоянной составляющей выходного напряжения:
,
17.2. Искажения в детекторе
.
.
.
Чтобы уравнять в этом случае нагрузки для постоянного и переменного напряжений, можно увеличить R 2: так при R 2 = 1 МОм искажения будут отсутствовать даже при 80-процентной модуляции.
.
17.4. Путаница с «входным сопротивлением»
С входным сопротивлением нелинейных схем дело обстоит непросто. При гармоническом напряжении входной ток детектора является резко несинусоидальным. В этих условиях, если уж вести речь о входном сопротивлении, следует прежде ясно оговорить, какой смысл будет придаваться этому понятию.
Даже не решая сложное уравнение, можно будет сделать вывод: искомая величина входного сопротивления не является постоянной; с увеличением R И эффект детектирования снижается медленнее, чем можно было бы ожидать. Заметим, однако, что здесь R BX получается принципиально во много раз меньше, чем 0,5 R (особенно при малых сопротивлениях источника сигнала).
В итоге, при низкоомном источнике расчет «входного сопротивления» детектора вообще теряет смысл, так как в большинстве случаев оказывается верным простое соотношение:
,
17.5. Чувствительность детектора
Для того, чтобы существовал эффект детектирования, требуется выполнение условия, противоположного условию отсутствия отсечки (для линейных схем):
Располагая характеристикой диода, мы смогли бы теперь получить какие-то количественные оценки.
В связи со специфической характеристикой лампового диода (полином степени 3/2), его чувствительность в принципе растет со снижением уровня детектируемых сигналов ( S уменьшается намного медленнее, чем I ). Однако этот ток никак не может быть сделан меньше начального тока диода, составляющего несколько микроампер.
Понятно, что увеличение нагрузки детектора R повышает чувствительность, так как снижается ток диода.
17.6. Параллельный детектор
В новой схеме резистор R дополнительно подгружает ВЧ вход. Соответственно снижается входное сопротивление для резонансных цепей:
.
Отличием этой конфигурации является также присутствие на ее выходе, помимо низкочастотного напряжения, еще и полного входного сигнала. Поэтому в практических схемах предусматривается дополнительная фильтрующая ячейка R Ф С Ф для снятия нежелательной ВЧ составляющей.
К параллельному детектору обращаются нередко. Во-первых, если схема диктует необходимость непременно емкостной связи с источником сигнала. Во-вторых, это естественное решение для комбинированных ламп (таких как 6Г2), а также прямонакальных, то есть тех, где катод диода вынужденно заземлен.
17.7. Сеточный детектор
Эта схема типична для простых малоламповых приемников. Она эквивалентна сочетанию обычного детектора и усилительного каскада; только роль анода диода играет управляющая сетка. По понятным причинам ВЧ фильтрацию приходится осуществлять уже в анодной цепи.
17.8. Катодный детектор
Взглянем на эту схему как на катодный повторитель с емкостной нагрузкой. В отличие от линейного случая, ток покоя в детекторе всегда должен быть выбран «неправильно», чтобы не позволять емкости разряжаться в промежутке между двумя положительными полуволнами колебаний несущей:
Будем считать, что фильтрующий конденсатор C H имеет достаточно большую емкость, чтобы выполнялось: . Практически это достижимо, если несущая и модулирующая частоты различаются на порядки. Такой режим катодного детектора наиболее выгоден в отношении чувствительности.
Получаем знакомое уже условие эффективного детектирования, противоположное условию работы без отсечки:
Катодный детектор легко рассчитать с позиции отсутствия искажений, вызванных как активной, так и реактивной внешней нагрузкой, при безусловном сохранении начальной добротности контура. Однако никаких других особенных достоинств у него нет (зато имеются недостатки), поэтому заметного распространения он не нашел.
17.9. Анодный детектор
Рассмотренные выше схемы детектирования имеют общую особенность: напряжение на открытом нелинейном элементе представляет собой только разность между огибающей АМ колебания и величиной выходного напряжения (тот же «сигнал ошибки», аналогично усилительным схемам с обратной связью). Потому детекторы обеспечивают малые искажения, причем форма характеристики нелинейного элемента совершенно не важна! Условие «линейности» детектирования сформулировано выше. Если оно не соблюдается (сигнал слабый), детектор превращается в нелинейный («квадратичный»).
В литературе можно встретить утверждение: любой детектор является линейным для «сильных» сигналов. Причина, якобы, в том, что для таких сигналов характеристика детектирующего элемента аппроксимируется кусочно-линейной, состоящей из двух прямых.
Это неверно. Ни при каких условиях полиномиальная характеристика не эквивалентна составленной из двух прямых. Применявшийся изредка в старой аппаратуре анодный детектор, в частности, осуществляет нелинейное преобразование сигнала в соответствии с формой характеристики лампы, при этом отсутствует отрицательная обратная связь. Ни при каких самых «сильных» сигналах здесь не обеспечивается линейная демодуляция. Не буду даже приводить эту мерзкую схему; впрочем, она отличается от сеточного детектора лишь подачей на лампу смещения, почти запирающего ее (для выполнения навязшего в зубах условия детектирования).
17.10. Кенотронный выпрямитель
Разумеется, нельзя забывать еще и про падение напряжения от выпрямленного тока на обмотке дросселя фильтра. И не удивимся, что выпрямленное напряжение зависит даже от величины входной емкости: ведь чем больше емкость, тем меньше длительность импульса заряда и, соответственно, выше ток в импульсе.
17.11. Уровень пульсаций
,
где, например, для частоты сети 50 Гц .
Принятые допущения приведут к тому, что размах пульсаций по приведенной формуле получится слегка завышенным, но это обеспечит полезный запас расчета.
17.12. Сглаживающие фильтры
Крупным недостатком схемы является то, что напряжение на выходе выпрямителя здесь не сглажено; размах пульсаций приближается к амплитуде напряжения обмотки. Г-образное звено призвано целиком взять сглаживание на себя, поэтому требуемые величины L и С получатся существенно выше, часто переходили даже к двухзвенной фильтрации.
Разумеется, с однополупериодным выпрямителем подобный фильтр несовместим вообще.
В дешевых аппаратах вместо дросселя устанавливали просто резистор; разумеется, при оценке подавления пульсаций надо принимать тогда в расчет активное сопротивление вместо индуктивного.
- Цилиндрический эпителий без атипии что это
- лоу выплата в москве что такое