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衛(wèi)星電視變頻器(高頻頭)的結(jié)構(gòu)
來源: 日期:2013-11-11 20:45:09 人氣:標(biāo)簽:

第一變頻器和帶通濾波器是由第一本振、第一混頻器及帶通濾波器組成的,其作用是將低噪聲放大器輸出的下行微波信號(hào)變?yōu)橹蓄l信號(hào),變頻前后信號(hào)的帶寬保持不變。
第一本振通常以介質(zhì)諧振器振蕩器作為諧振回路,采用耦合微帶線耦合能量,使用caas-fet作為基本放大電路來實(shí)現(xiàn)振蕩器。介質(zhì)諧振器的介電常數(shù)很高,通常在35~40之間,諧振時(shí),由于介電常數(shù)高,電磁場(chǎng)大部分集中在介質(zhì)內(nèi)部,與金屬諧振腔類似。介質(zhì)諧振腔的優(yōu)點(diǎn)是溫度穩(wěn)定性好,品質(zhì)因數(shù)q值高,體積小,價(jià)格低,容易和微帶線耦合而制成mmic。
下圖給出2種實(shí)際的介質(zhì)諧振器振蕩器電原理圖。

實(shí)際的介質(zhì)諧振器振蕩器中不僅需要考慮介質(zhì)諧振器的參數(shù)、位置及微帶線的參數(shù),還要考慮場(chǎng)效應(yīng)晶體管輸出輸入的阻抗匹配的問題和直流偏置電路的設(shè)置。
第一混頻器由非線性元件、輸入信號(hào)與本振信號(hào)混合網(wǎng)絡(luò)及一些附加電路組成,如下圖所示。

輸入信號(hào)與本振信號(hào)混合后疊加在非線性元件上,非線性元件通常采用晶體二極管和三極管,使其工作在伏安特性曲線的非線性區(qū)。由其非線性作用使輸出端產(chǎn)生出和頻、差頻、倍頻等一系列信號(hào),可用濾波器選取所需的差頻信號(hào),應(yīng)能達(dá)到混頻的目的。實(shí)際電路中,常采用二極管阻抗混頻器,它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于集成化,工作穩(wěn)定,噪聲系數(shù)低,工作頻帶寬,動(dòng)態(tài)范圍大。雖然,這種混頻器沒有變頻增益,只有變頻損耗,但這種損耗容易加放大器予以補(bǔ)償。實(shí)際應(yīng)用中,還要考慮輸入信號(hào)與本振信號(hào)的隔離及對(duì)寄生頻率的抑制等,通常采用雙平衡混頻器,它主要由二極管橋和平衡、不平衡變換器組成,電原理圖如下圖(圖中巴侖(balun)為平衡、不平衡線路變壓器)所示。

四個(gè)特性相同的混頻二極管按同一極性順序連接成環(huán)形橋路,輸入和本振信號(hào)通過變壓器耦合,將不平衡的輸入變換為平衡輸出加到二極管橋的兩對(duì)角線上,從而總的中頻電流等于四個(gè)二極管所產(chǎn)生的中頻電流的總和。
雙平衡混頻器具有主要特點(diǎn)如下:
(1)輸入信號(hào)與本振信號(hào)之間有高隔離度;(2)工作頻帶寬;(3)動(dòng)態(tài)范圍大,抗過載能力強(qiáng);(4)對(duì)寄生頻率有很好的抑制能力;(5)能抑制本振引入的噪聲。
第一中放也稱前置中放,通常是直接和混頻器相接的,它的作用是把混頻器輸出的微弱中頻進(jìn)行放大、以補(bǔ)償混頻器、帶通濾波器以及室外、室內(nèi)單元間連接的高頻電纜所引起的衰減。第一中放通常直接采用集成電路塊。
由于二次變頻式的衛(wèi)星接收系統(tǒng)第一中頻通常選擇在1ghz左右,這個(gè)頻率處于微波放大器和高頻放大器的交界處,因而電路結(jié)構(gòu)方式可以用分布參數(shù)、集中參數(shù)或二者的混合形式三種。
集中參數(shù)電路與一般高頻放大器基本相同,電路元件用集中參數(shù)的電阻、電容和電感,參見下圖。

由于中放是寬頻帶電路,所以不能使用調(diào)諧回路,元件為無引線型,電路尺寸緊湊。但由于r、c元件的離散性,往往難以得到嚴(yán)格符合設(shè)計(jì)要求的數(shù)值,所以單級(jí)增益低;但可以用增加級(jí)數(shù)的方法加以解決,一般由3~4級(jí)組成,增益約為20db。
分布參數(shù)的中放電路可以用微帶形式實(shí)現(xiàn),參見下圖所示。可先測(cè)出晶體管的s參數(shù),然后設(shè)計(jì)微帶匹配電路。分布參數(shù)電路的優(yōu)點(diǎn)是電路一致性較好,容易達(dá)到單級(jí) 佳性能,所以放大器一般是2~3級(jí)。

混合形式的電路是用一部分微帶線和部分集中參數(shù)元件組成的。當(dāng)?shù)谝患?jí)管子的s11值適當(dāng)時(shí),可用較短的傳輸線和分支微帶組成輸入電路,能獲得較低的噪聲。級(jí)間和輸出電路可采用微帶和集中參數(shù)元件的結(jié)合。它設(shè)計(jì)靈活,兼有分布和集中參數(shù)電路的優(yōu)點(diǎn)。
室外單元的直流供電由連接室外單元的75ω高電纜芯線提供。室內(nèi)單元的直流電源通過高頻扼流圈傳送給室外單元,它對(duì)(3.7~4.2)ghz的微波信號(hào)和第一中頻信號(hào)均無影響。通常16v~24v的電壓,一路送去lna,另一路送到室外單元的穩(wěn)壓電路,穩(wěn)壓后供室外單元其他各級(jí)使用。
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