4.2 Расчет и исследование уровней комбинационных помех
смесителя.
________ __________ _________ _________
| | | | | | | |
| 1 |-------->| 2 |-------->| 3 |---->| 4 |->-
|________| |__________| |_________| |_________| |
| |
________ _______ ________ ________ _________ |
| | | | | | | | | | |
| 5 |------>| 6 |-->| 7 |---->| 8 |->| 9 |-<-
|________| |_______| |________| |________| |_________|
| |
___|____ ____|____
| | | |
| 10 | | 11 |
|________| |_________|
Рис.2 Блок - схема установки для исследований комбинационных
помех смесителя.
1- генератор Г4-80 (Г4-81)
2- умножитель на 3
3- усилитель мощности
4- умножитель на 2 ( на 3 )
5- генератор Г4-56
6- ФНЧ
7- переключатель
8- аттенюатор
- 17 -
9- смеситель
10- измеритель мощности
11- анализатор спектра СК4-87
С задающего генератора 1 поступает сигнал на умножитель
частоты 2затем на усилитель мощности 3, усиливается и поступает
на умножитель частоты 4, где сигнал переносится на нужную
нам частоту, а именно на частоту 6-ой или 9-ой гармоники ( в
- 17 -
зависимости от того, какой у нас умножитель, на 2 или на 3 ),
далее сигнал поступает на гетеродинный вход смесителя 9 .Сигнал
с генератора 5 через ФНЧ 6, переключатель 7, аттенюатор 8 пос-
тупает на сигнальный вход смесителя. Продукты преобразования с
выхода смесителя измеряются анализатором спектра 11.
Измерения проводились по следующей методике.
Частота Г4-80 устанавливалась 4,16 ГГц при работе с умножением
на 6 основного преобразования и 2,78 ГГц при работе с умножением
на 9. Уровень сигнала Г4-56 поддерживался постонным и равным
30 мкВт. Значения частоты Г4-56 устанавливались такими же как
указано в разделе 4.1 . Фиксировалось ослабление аттенюатора
Д3-36 при превышении отклика анализатора СК4-87 от входных
сигналов над собственными шумами на 3 дБ.
Результаты исследований сведены в таблицу, в ней же
приведены относительные уровни побочных колебаний гетеродина,
измеренных в пункте 4.1:
таблица 1
______________________________________________________________
|Умножи-|Частота,ГГц|Ослабление|Уровень ||Уровень побочного |
| тель | |Д3-36,дБ |помехи,дБ||колебания гетеродина|
|_______|___________|__________|_________||____________________|
| x2 | 27 | 76 | ---- || |
- 18 -
| x2 | 37,44 | 49 | -27 || -22 |
| x3 | 27 | 66 | ---- || |
| x3 | 34,33 | 63 | -3 || -5 |
|_______|___________|__________|_________||____________________|
Таким образом из исследований видно, что при использовании
умножителя на 2 ослабление комбинационной помехи превышает
относительный уровень побочного колебания гетеродина.
Для оценки ослабления можно воспользоваться выражением (2.1.13).
- 18 -
При использовании умножителя на 3 относительный уровень
комбинационной помехи не ниже уровня побочного колебания гетеро-
дина.Для оценки уровня помехи в этом случае можно воспользоваться
выражением (2.2.8).
Из полученных результатов следует, что коэффициент ум-
ножения задающего генератора целесообразно выбирать таким образом,
чтобы использовать волноводный умножитель на 2.
- 19 -
- 19 -
4.3 Измерение относительных уровней комбинационных помех
в анализаторе спектра.
------------------------------
_____ _____ _____ _____ | ____ ____ ____ ____ |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | ___
| 1 |-| 2 |-| 3 |-| 4 |-|--| 7 |-| 8 |-| 9 |-| 10 |-|--| |
|_____| |_____| |_____| |_____| | |____| |____| |____| |____| | | |
| | | | | |
------- | | | | |
__|__ _____ | __|_ ____ ____ | |14 |
| | | | | | | | | | | | | |
| 5 | | 6 |-|---------| 11 |-| 12 |-| 13 |-|--| |
|_____| |_____| | |____| |____| |____| | |___|
| Преобразователь частоты |
------------------------------
- 20 -
Рис.3 Структурная схема для проверки комбинационных помех в АС.
1 - генератор Г4-156
2 - направленный ответвитель
3 - фильтр полосовой
4 - аттенюатор Д3-36
5 - частотомер Ч3-66
6 - измеритель мощности М3-53
7 - вентиль волноводный ФВВН1-16
8 - смеситель волноводный 7,2*3,4 мм
9 - усилитель малошумящий ЕЭ2.031.242
10 - преобразователь частоты 317/17 МГц
11 - умножитель частоты на 2 ЯНТИ 434.841.067
12 - усилитель средней мощности 10,7-17,7 ГГц
13 - умножитель частоты (2-6,6)/(2-26) ГГц
14 - анализатор спектра С4-85
- 20 -
Измерения проводились с использованием методики, изложенной в
разделе 4.2. В качестве задающего генератора применялся гетеродин-
синтезатор прибора С4-85.
Ослабление комбинационной помехи на 12-ой гармонике задающего
генератора составило порядка 30 дБ.
- 21 -
- 21 -
4.Заключение
Полученные результаты теоретического анализа относи-тельных уровней комбинационных помех первого порядка в анализаторах спектра КВЧ с преобразованием на первой гармонике в случае немонохроматического сигнала исполь-зуемого гетеродина могут быть применены для расчета схем анализаторов с умножителями частоты в гетеродинном
тракте.
Рассмотрены два случая формирования гетеродинного сигнала:
- с использованием волноводного умножителя на 3,
- с использованием волноводного умножителя на 2.
Для первого случая мощность основного колебания гете-родина недостаточна для обеспечения оптимальных парамет-ров смесителя. Наиболее близкие к эксперименту результаты дает метод аппроксимации ВАХ диода степенным рядом. Оценка по формуле (2.2.10)совпадает с результатами табли-
цы 1 .
Для второго случая лучшее совпадение результатов расчета относительных уровней комбинационных помех дает метод аппроксимации ВАХ диода экспонентой . Оценка по формуле (2.1.13) уровня комбинационной помехи дает резуль-тат на 2 дБ ниже по сравнению с относительным
уровнем побочного колебания для описанного в работе эксперимента без учета рассогласования на гетеродинном
входе смесителя . Измеренный уровень комбинационной помехи по данным таблицы 1 ниже относительного уровня побочного колебания на 5 дБ.
Результаты теоретических и экспериментальных иссле-
дований относительных уровней помех в АС мм диапазона, обусловленных наличием побочных колебаний в сигнале гетеродина, показывают , что динамический диапазон АС может быть обеспечен не менее, чем величина ослабления побочного колебания только в случае достаточно большого
уровня мощности основного колебания гетеродина. Для исследованного смесителя на волновод сечением 7,2x3,4 мм этот уровень не должен быть ниже 10 мВт.
- 21 -
5. Список литературы
1. H.W.Pollack, M.E.Engelson. The Microwave Jornal. 1962, Dec.
2. А.М.Щерба "Труды учебных институтов связи",серия "Радиоиз-
мерительная техника", 1969г.,вып.2.
- 23 -
3. Л.С.Гуткин "Преобразование СВЧ и детектирование",Госэнерго-
издат, 1953г.
4. Л.Р.Деречинский "Вопросы радиоэлектроники",серия "Радиоиз-
мерительная техника", 1969г.,вып.2.
5. Е.Янке, Ф.Леш, Ф.Эмде "Специальные функции",
Изд."Наука", 1968г.
6. Научно-технический отчет о НИР "Анализатор-ММ"(предварительный),
ННИПИ " Кварц " , 1997г.
7. Б.М. Богданович "Нелинейные искажения в приемно-усилительных
устройствах " /M , " Связь " , 1980г.
8. А.А. Залевский " Вопросы расчета и проектирования
панорамных измерительных приемников " /Вопросы Радиоэлект-
роники . Вып. 3 , серия Р.Т. , 1971г.
- 23 -
3. Техника безопасности
Настоящая работа проводилась в лаборатории без повышенной опасности . При работе соблюдались следую-
щие правила техники безопасности :
- все приборы были заземлены ;
- перед включением проверялась правильность соеди-нения приборов , а также отсутствие на рабочем месте посторонних предметов;
- работы проводились под руководством научного руководителя и консультанта ;
- после окончания работы все приборы были отключе-
ны от сети питания .
0 комментариев