RU2067787C1 - Double-stage image-suppression frequency changer - Google Patents

Double-stage image-suppression frequency changer Download PDF

Info

Publication number
RU2067787C1
RU2067787C1 SU5049075A RU2067787C1 RU 2067787 C1 RU2067787 C1 RU 2067787C1 SU 5049075 A SU5049075 A SU 5049075A RU 2067787 C1 RU2067787 C1 RU 2067787C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
noise
frequency converter
frequency
output
mixer
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.П. Сбитнев
Н.Н. Мымрикова
Original Assignee
Воронежский государственный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Воронежский государственный университет filed Critical Воронежский государственный университет
Priority to SU5049075 priority Critical patent/RU2067787C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2067787C1 publication Critical patent/RU2067787C1/en

Links

Landscapes

  • Noise Elimination (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering; superheterodyne receivers oif various applications used to afford image rejection. SUBSTANCE: frequency changer has band filter 1, frequency changer proper 2, intermediate-frequency filters 3,9 ± 90 deg. phase shifter 4, adder 5, heterodyne 6, 90 deg. phase shifter 7, mixer 8, and wave trap 10. EFFECT: improved signal-to-noise ratio at output. 2 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах супергетеродинного типа различного назначения для ослабления помех, принимаемых на частоте зеркального канала (зеркальных помех). The proposed device relates to radio engineering and can be used in radio receivers of the superheterodyne type for various purposes to attenuate interference received at the frequency of the mirror channel (mirror noise).

Известны устройства подавления помех зеркального канала (см. патент США N 3 070 747, кл. 325-437, 25.12.62; патент Японии N 58-26700, кл. H 04 B 1/26, H 04 B 1/10), в которых предусмотрен дополнительный (параллельный) канал приема, содержащий дополнительный смеситель. В этих устройствах, благодаря разветвлению входного сигнала, с помощью фазовращателей удается обеспечить на выходах основного и дополнительного каналов приема противофазность зеркальных помех и синфазность полезного сигнала. В результате, при условии идентичности основного и дополнительного каналов, достигается компенсация зеркальных помех. Недостатком этих устройств является ухудшение шумовых свойств преобразователя из-за влияния шумов дополнительного канала. Known devices for suppressing interference of the mirror channel (see US patent N 3 070 747, CL 325-437, 12.25.62; Japan patent N 58-26700, CL H 04 B 1/26, H 04 B 1/10), in which an additional (parallel) receiving channel is provided, comprising an additional mixer. In these devices, due to the branching of the input signal, using phase shifters, it is possible to ensure the antiphase of the mirror noise and the in phase of the useful signal at the outputs of the main and additional receiving channels. As a result, provided that the primary and secondary channels are identical, compensation for specular interference is achieved. The disadvantage of these devices is the deterioration of the noise properties of the Converter due to the influence of the noise of the additional channel.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство по патенту США N 2 964 622, кл. 325-437, 13.12.60, содержащее смесители, гетеродин, фильтры, фазовращатели на 90o, а также сумматор. Полезный сигнал и зеркальная помеха на выходе полосового фильтра разветвляются и поступают на входы первого и второго смесителя. Выход одного смесителя через первый ФПЧ соединен с одним входом сумматора. Выход другого смесителя через последовательно включенные второй фильтр промежуточной частоты (ФПЧ) и первый фазовращатель соединен с другим входом сумматора. Выход гетеродина связан с первым смесителем непосредственно, а со вторым смесителем через второй фазовращатель.Of the known devices, the closest in technical essence is the device according to US patent N 2 964 622, class. 325-437, 13.12.60, containing mixers, a local oscillator, filters, phase shifters 90 o , as well as the adder. The useful signal and mirror noise at the output of the band-pass filter branch out and enter the inputs of the first and second mixer. The output of one mixer through the first PLL is connected to one input of the adder. The output of another mixer through a second intermediate-frequency filter (PLL) and a first phase shifter connected in series with another input of the adder. The local oscillator output is directly connected to the first mixer, and to the second mixer through the second phase shifter.

Составляющие зеркальной помехи на входах сумматора оказываются противофазными, тем самым выполняется фазовое условие компенсации. Если коэффициенты передачи основного и дополнительного каналов приема от входа устройства до входов сумматора одинаковы, то уровни зеркальных помех на входах сумматора также одинаковы, т.е. выполняется амплитудное условие компенсации. В результате одновременного выполнения обоих условий зеркальные помехи оказываются подавленными (скомпенсированными). Components of mirror noise at the inputs of the adder are out of phase, thereby fulfilling the phase condition for compensation. If the transmission coefficients of the primary and secondary reception channels from the input of the device to the inputs of the adder are the same, then the levels of mirror noise at the inputs of the adder are also the same, i.e. the amplitude compensation condition is satisfied. As a result of the simultaneous fulfillment of both conditions, the mirror noise is suppressed (compensated).

Однако в известном двухканальном устройстве происходит ухудшение шумовых свойств по сравнению с классическим одноканальным преобразователем частоты, так как такая же мощность полезного сигнала на выходе достигается при вдвое большей мощности выходного шума. В результате коэффициент шума известного устройства в два раза хуже (больше), чем в одноканальном, соответственно в два раза ухудшается (уменьшается) отношение сигнал-шум на выходе. However, in the known two-channel device, noise properties are degraded in comparison with the classic single-channel frequency converter, since the same useful output signal power is achieved with twice as much output noise power. As a result, the noise figure of the known device is two times worse (more) than in a single-channel, respectively, the signal-to-noise ratio at the output deteriorates (decreases) twice.

В изобретении решается задача уменьшения коэффициента шума и увеличения отношения сигнал/шум на выходе. The invention solves the problem of reducing the noise figure and increasing the signal-to-noise ratio at the output.

Этот результат достигается благодаря тому, что в известное устройство, содержащее входной фильтр, первый и второй смесители, гетеродин, первый и второй ФПЧ, первый и второй фазовращатели на 90o и сумматор, дополнительно введен фильтр-пробка на промежуточной частоте и изменены некоторые связи между элементами. В результате возникло новое устройство двухкаскадный преобразователь частоты с подавлением зеркального канала, содержащий последовательно соединенные полосовой фильтр, преобразователь частоты, первый фильтр промежуточной частоты, фазовращатель на ± 90o и сумматор, последовательно соединенные гетеродин, фазовращатель на 90o, смеситель и второй фильтр промежуточной частоты, выход которого подключен к другому входу сумматора. При этом другой (гетеродинный) вход преобразователя частоты подключен к выходу гетеродина.This result is achieved due to the fact that in the known device containing the input filter, the first and second mixers, the local oscillator, the first and second phase-phase converters, the first and second phase shifters at 90 o and the adder, an additional filter plug at the intermediate frequency is introduced and some relations between elements. As a result, a new device emerged: a two-stage frequency converter with mirror suppression, containing a series-connected bandpass filter, a frequency converter, a first intermediate frequency filter, a ± 90 o phase shifter and an adder, a local oscillator, a 90 o phase shifter, a mixer and a second intermediate frequency filter whose output is connected to another input of the adder. In this case, the other (heterodyne) input of the frequency converter is connected to the output of the local oscillator.

От прототипа заявленное устройство отличается тем, что между выходом преобразователя частоты и другим (сигнальным) входом смесителя введен фильтр-пробка, а преобразователь частоты выполнен в виде балансного преобразователя частоты с коэффициентом усиления, превышающим единицу. Коэффициент преобразования смесителя равен отношению коэффициентов преобразования и усиления балансового преобразователя частоты с коэффициентом усиления, превышающим единицу. The claimed device differs from the prototype in that a filter plug is inserted between the output of the frequency converter and the other (signal) input of the mixer, and the frequency converter is made in the form of a balanced frequency converter with a gain greater than unity. The conversion coefficient of the mixer is equal to the ratio of conversion and gain coefficients of the balanced frequency converter with a gain greater than unity.

Исключение разветвления сигнала на входе преобразователя частоты позволяет, при достаточно большой величине коэффициента усиления последнего, уменьшить коэффициент шума устройства в целом. Этот эффект достигается каскадным, т.е. последовательным, включением смесителя по отношению к преобразователю частоты, а, как известно, в многокаскадной схеме интенсивность шума определяется в основном шумами первого каскада. В известном же устройстве первый и второй смесители включены параллельно, поэтому их шумы равноправно влияют на результирующий коэффициент шума. Кроме того, в заявленном устройстве преобразователь частоты не только осуществляет преобразование частоты входного сигнала, но также и усиление входного сигнала на той же частоте, что эквивалентно увеличению коэффициента передачи устройства в целом. В результате совместного действия обоих факторов коэффициент шума заявленного устройства меньше, чем у известного устройства. Отношение сигнал/шум на выходе соответственно выше. The elimination of signal branching at the input of the frequency converter allows, with a sufficiently large value of the gain of the latter, to reduce the noise figure of the device as a whole. This effect is achieved in cascade, i.e. successive switching on of the mixer with respect to the frequency converter, and, as you know, in a multistage circuit, the noise intensity is determined mainly by the noise of the first stage. In the known device, the first and second mixers are connected in parallel, therefore their noise equally affects the resulting noise figure. In addition, in the inventive device, the frequency converter not only converts the frequency of the input signal, but also amplifies the input signal at the same frequency, which is equivalent to increasing the transmission coefficient of the device as a whole. As a result of the combined action of both factors, the noise figure of the claimed device is less than that of the known device. The signal-to-noise ratio at the output is correspondingly higher.

Выигрыш в величине коэффициента шума по сравнению с известным устройством составляет

Figure 00000002
,
где K коэффициент усиления преобразователя. Следовательно, заявленное устройство имеет преимущество перед известным устройством по коэффициенту шума при K > 1/2, когда G > 1. Например, при K 1 G ≈ 1,3, при K 5 G ≈ 1,8.The gain in the value of the noise figure compared with the known device is
Figure 00000002
,
where K 2U converter gain. Therefore, the claimed device has an advantage over the known device in terms of noise figure at K > 1/2, when G> 1. For example, at K 1 G ≈ 1.3, at K 5 G ≈ 1.8.

С увеличением коэффициента усиления первого смесителя выигрыш увеличивается, но не более, чем в два раза. Соответственно увеличивается отношение сигнал/шум на выходе, но не более, чем в четыре раза. With an increase in the gain of the first mixer, the gain increases, but no more than twice. Accordingly, the signal-to-noise ratio at the output increases, but no more than four times.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема двухкаскадного преобразователя частоты с подавлением зеркального канала. The drawing shows a functional electrical diagram of a two-stage frequency converter with suppression of the mirror channel.

Двухкаскадный преобразователь частоты с подавлением зеркального канала содержит полосовой фильтр 1, преобразователь частоты 2, первый фильтр промежуточной частоты (ФПЧ) 3, фазовращатель на ± 90o 4, сумматор 5, гетеродин 6, фазовращатель на 90o 7, смеситель 8, второй ФПЧ 9, фильтр-пробка 10.A two-stage frequency converter with suppression of the mirror channel contains a band-pass filter 1, a frequency converter 2, a first intermediate frequency filter (FPF) 3, a phase shifter ± 90 o 4, an adder 5, a local oscillator 6, a phase shifter 90 o 7, a mixer 8, a second phase-shifting filter 9 filter plug 10.

Полосовый фильтр 1 является стандартным элементом радиоприемника и, в частном случае, может отсутствовать. Преобразователь частоты 2 выполняется широкополосным по выходу с тем, чтобы на его выходе выделялись составляющие не только на промежуточной частоте, но и на частотах входного полезного сигнала и зеркальной помехи. Для получения максимального выигрыша коэффициент усиления должен быть больше единицы, что может быть реализовано лишь на транзисторах. Кроме того, преобразователь частоты 2 выполняется балансным, чтобы исключить появление на его выходе напряжения с частотой гетеродина. (Необходимость устранения напряжения гетеродина диктуется тем, что напряжение большей величины, не прошедшее через фазовращатель на 90o 7, может изменить фазовое условие компенсации). Первый ФПЧ 3 пропускает напряжение с промежуточной частотой. Фазовращатель на ±90o 4 обеспечивает сдвиг фазы составляющих на промежуточной частоте на 90o при верхней настройке гетеродина и на -90o при нижней. Сумматор 5 суммирует составляющие на промежуточной частоте, образовавшиеся в двух различных цепях, выход сумматора является выходом устройства. Гетеродин 6 является стандартным элементом приемника и, как в известном устройстве, является общим элементом двух преобразовательных цепей. Фазовращатель на +90o 7 осуществляет поворот фазы на 90o. Смеситель 8 осуществляет преобразование полезного сигнала и зеркальной помехи, усиленных в преобразователе частоты 2, на промежуточную частоту. При этом полезно используется как основной, так и зеркальный канал смесителя 8. Коэффициент преобразования смесителя 8 K8п должен быть определенным образом связан с параметрами преобразователя частоты 2, чтобы обеспечить равенство уровней составляющих зеркальной помехи на входах сумматора. А именно:

Figure 00000003
,
где K2п и K коэффициенты преобразования и усиления преобразователя частоты 2 соответственно, т.е. коэффициент преобразования смесителя 8 должен быть равен отношению коэффициентов преобразования и усиления преобразователя частоты 2. Второй ФПЧ 9 выделяет составляющие с промежуточной частотой, по характеристикам идентичен первому ФПЧ 3. Фильтр-пробка 10 не пропускает напряжение с промежуточной частотой на вход смесителя 8 (наличие этого напряжения, не прошедшего через фазовращатель на ± 90o 4, на входе сумматора 5 может нарушить фазовое условие компенсации.The band-pass filter 1 is a standard element of the radio receiver and, in a particular case, may be absent. The frequency converter 2 is performed by the broadband output so that the components not only at the intermediate frequency, but also at the frequencies of the input useful signal and specular interference are allocated at its output. To obtain maximum gain, the gain must be greater than unity, which can be realized only on transistors. In addition, the frequency Converter 2 is balanced to prevent the appearance of voltage at its output with a local oscillator frequency. (The need to eliminate the local oscillator voltage is dictated by the fact that a voltage of a larger magnitude, which has not passed through the phase shifter by 90 o 7, can change the phase condition for compensation). The first HPF 3 passes the voltage at an intermediate frequency. Phase shifter ± 90 o 4 provides a phase shift of the components at an intermediate frequency of 90 o with the upper tuning of the local oscillator and -90 o with the lower. The adder 5 summarizes the components at an intermediate frequency formed in two different circuits, the output of the adder is the output of the device. The local oscillator 6 is a standard element of the receiver and, as in the known device, is a common element of two converter circuits. Phase shifter +90 o 7 rotates the phase by 90 o . The mixer 8 converts the useful signal and specular interference amplified in the frequency converter 2 to an intermediate frequency. In this case, both the main and the mirror channels of mixer 8 are useful. The conversion coefficient of the mixer 8 K 8p should be connected in a certain way with the parameters of the frequency converter 2 in order to ensure equal levels of the components of the mirror noise at the inputs of the adder. Namely:
Figure 00000003
,
where K 2p and K 2y are the conversion and gain coefficients of the frequency converter 2, respectively, i.e. the conversion coefficient of the mixer 8 should be equal to the ratio of the conversion and amplification factors of the frequency converter 2. The second phase converter 9 selects components with an intermediate frequency, is identical in characteristics to the first phase converter 3. The filter plug 10 does not pass voltage with an intermediate frequency to the input of the mixer 8 (the presence of this voltage , not passed through the phase shifter ± 90 o 4 at the input of the adder 5 may violate the phase condition for compensation.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Полезный сигнал с частотой ωe и фазой Φe и (или) зеркальная помеха с частотой ωз и фазой Φз поступают через полосовой фильтр 1 на вход преобразователя частоты 2, где в результате взаимодействия с колебанием гетеродина 6 с частотой ωг и фазой Φг образуется составляющая полезного сигнала на промежуточной частоте ω (c) пч = ωгc (случай верхней настройки гетеродина) с фазой Φгc и составляющая зеркальной помехи на промежуточной частоте ω (З) пч = ωзг с фазой Φзг. Кроме того, в преобразователе частоты 2 происходит усиление полезного сигнала и зеркальной помехи как в обычном усилителе без преобразования частоты. Широкополосная выходная цепь преобразователя частоты 2 обеспечивает выделение всех указанных составляющих. Полезный сигнал и зеркальная помеха на своих частотах беспрепятственно проходят через фильтр-пробку 10 на вход смесителя 8, где в результате взаимодействия с колебанием гетеродина с частотой ωг и фазой

Figure 00000004
образуется составляющая полезного сигнала на промежуточной частоте ω (c) пч = ωгc с фазой
Figure 00000005
и составляющая зеркальной помехи на промежуточной частоте ω (з) пч = ωзг с фазой
Figure 00000006
. Эти составляющие через второй ФПЧ 9 поступают на один вход сумматора 5. Колебания на промежуточной частоте с преобразователя частоты 2 через первый ФПЧ 3 поступают на вход фазовращателя на ± 90o 4, где получают дополнительный сдвиг по фазе на 90o. В результате на другом входе сумматора 5 присутствует составляющая полезного сигнала на частоте ω (c) пч = ωгc с фазой
Figure 00000007
и составляющая зеркальной помехи на частоте ω (з) пч = ωзг с фазой
Figure 00000008
. Следовательно, на входах сумматора 5 составляющие полезного сигнала синфазны, а составляющие зеркальной помехи противофазны, т.е. выполняется фазовое условие компенсации зеркальной помехи. (Проделанные рассуждения справедливы для верхней настройки гетеродина, когда ωгe. При нижней настройки гетеродина, когда ωгe, все рассуждения остаются справедливыми, если сдвиг фазы в фазовращателе на ± 90o 4 составляет -90o). Для компенсации зеркальной помехи необходимо, чтобы уровни составляющих зеркальной помехи на входах сумматора 5 были одинаковы, т.е. необходимо выполнить амплитудное условие компенсации. Сформулируем это условие. Пусть уровни полезного сигнала и зеркальной помехи на входе преобразователя частоты 2 равны Pc и Pз соответственно. На выходе преобразователя частоты 2 полезный сигнал на частоте ωe имеет уровень P2c KPc, где K коэффициент усиления преобразователя частоты 2 (в режиме усиления без преобразования частоты). Составляющая полезного сигнала на промежуточной частоте P (c) 2пч = K2пPс, составляющая зеркальной помехи на промежуточной частоте P (з) 2пч = K2пPз, где K2п коэффициент преобразования преобразователя частоты 2. На выходе первого ФПЧ 3 уровни сигнала и помехи: PЗс=KзP (c) 2пч = KзK2пPс, PЗз=KзP (з) 2пч = PзKзK2п = где Kз коэффициент передачи ФПЧ 3. На выходе фазовращателя на ± 90o 4 P4c P3c K3K2пPc, P P K3K2пPз, так как фазовращатель на ± 90o 4 не изменяет уровней. На выход смесителя 8 проходят только полезный сигнал и зеркальная помеха на своих частотах без изменения уровня, т.е. P10c P2c KPc, P10з P KPз. На выходе смесителя 8 уровни сигнала и зеркальной помехи на промежуточной частоте равны: P8c K8пP10c K8пPc и P K8пP10з K8пKPз, где K8п коэффициент преобразования смесителя 8. На выходе второго ФПЧ 9 P9c K9P8c K9K8пKPc и P K9P K9K8пKPз, где К9 коэффициент передачи ФПЧ 9. На выходе сумматора 5 уровень полезного сигнала с учетом синфазности составляющих Pвых.с P4c + P9c (K3K2п + K9K8пK) Pc. При идентичных ФПЧ 3 и 9 K3 K9 Kф и Рвых.с Kф (K2п + KK8п) Pc. Коэффициент передачи заявленного устройства по мощности
Figure 00000009
. Уровень зеркальной помехи на выходе сумматора 5 с учетом противофазности составляющих Pвых.з P P Kф (K8пK K2п) Pз. Компенсация зеркальной помехи, т.е. Pвых.з 0, имеет место если выражение в скобках обращается в нуль. Отсюда оптимальный коэффициент преобразования смесителя 8
Figure 00000010
,
где K2п и K коэффициент преобразования и коэффициент усиления преобразователя частоты 2 соответственно. Так как K2п < K, то
Figure 00000011
,
например,
Figure 00000012
. (Следовательно, смеситель 8 может выполняться как на транзисторах, так и на диодах). С учетом (1) коэффициент передачи по мощности устройства в целом
KΣ= 2K2пKф (2),
что вдвое больше, чем у известного устройства.A useful signal with a frequency ω e and phase Φ e and (or) a mirror noise with a frequency ω s and phase Φ s are fed through a band-pass filter 1 to the input of a frequency converter 2, where as a result of interaction with a local oscillator 6 with a frequency ω g and phase Φ g the component of the useful signal is formed at the intermediate frequency ω (c) be = ω gc (the case of the upper tuning of the local oscillator) with the phase Φ gc and the component of the mirror noise at the intermediate frequency ω (H) be = ω sg with phase Φ sg . In addition, in the frequency converter 2 there is an amplification of the useful signal and specular interference as in a conventional amplifier without frequency conversion. The broadband output circuit of the frequency converter 2 provides the selection of all these components. The useful signal and the mirror noise at their frequencies freely pass through the filter plug 10 to the input of the mixer 8, where as a result of interaction with a local oscillation with a frequency ω g and phase
Figure 00000004
a component of the useful signal is formed at an intermediate frequency ω (c) be = ω gc with phase
Figure 00000005
and the component of specular interference at an intermediate frequency ω (h) be = ω sg with phase
Figure 00000006
. These components through the second HPF 9 are fed to one input of the adder 5. Oscillations at an intermediate frequency from the frequency converter 2 through the first HPF 3 are fed to the input of the phase shifter ± 90 o 4, where they receive an additional phase shift of 90 o . As a result, on the other input of the adder 5 there is a component of the useful signal at a frequency ω (c) be = ω gc with phase
Figure 00000007
and component of specular interference at frequency ω (h) be = ω sg with phase
Figure 00000008
. Therefore, at the inputs of the adder 5, the components of the useful signal are in phase, and the components of the mirror noise are out of phase, i.e. the phase condition for compensating for mirror noise is satisfied. (The above reasoning is valid for the upper tuning of the local oscillator when ω g > ω e . For the lower tuning of the local oscillator, when ω ge , all arguments remain valid if the phase shift in the phase shifter by ± 90 o 4 is -90 o ). To compensate for mirror noise, it is necessary that the levels of the components of mirror noise at the inputs of the adder 5 be the same, i.e. it is necessary to fulfill the amplitude compensation condition. We state this condition. Let the levels of the useful signal and the mirror noise at the input of the frequency converter 2 be equal to P c and P s, respectively. At the output of the frequency converter 2, the useful signal at a frequency ω e has a level of P 2c K 2y P c , where K 2y is the gain of the frequency converter 2 (in amplification mode without frequency conversion). The component of the useful signal at the intermediate frequency P (c) 2pc = K 2п P с , component of specular interference at the intermediate frequency P (h) 2pc = K 2p P s , where K 2p is the conversion coefficient of the frequency converter 2. At the output of the first PLL 3, the signal and interference levels are: P Ss = K s P (c) 2pc = K s K 2p P s , P Sz = K s P (h) 2pc = P s K s K 2p = where K s is the transfer coefficient of the PLL 3. At the output of the phase shifter, ± 90 o 4 P 4c P 3c K 3 K 2p P c , P 4s P 3z K 3 K 2p P s , since the phase shifter ± 90 o 4 does not change levels. The output of the mixer 8 passes only the useful signal and the mirror noise at their frequencies without changing the level, i.e. P 10c P 2c K 2y P c , P 10c P 2s K 2y P c . At the levels of the signal output of the mixer 8 and mirror noise on the intermediate frequency equal to: P 8n 8c K K P 10c P c 8n and 8p P K P 8z 10h 8n K K P 2y s, where K 8n coefficient conversion mixer 8. The output of the second FPH 9c K 9 P P 9 9 8c K K K 8n 2y P c and P 9z K 9 P 8z 9 K K K 8n 2y P s, where K is 9, the transmission ratio FPH 9. The output of the adder 5, the desired signal level with the in-phase component P out.with P 4c + P 9c (K 3 K 2n + K 9 K 8n K 2y ) P c . With identical phase-to-phase converters 3 and 9 K 3 K 9 K f and P out. S K f (K 2p + K 2y K 8p ) P c . The transmission coefficient of the claimed device by power
Figure 00000009
. The level of interference at the mirror output of the adder 5 with the antiphase components vyh.z P P P 9z 4h f K (K 8n 2y K K 2n) P s. Compensation for specular interference, i.e. P out of 0, occurs if the expression in parentheses vanishes. Hence the optimal conversion coefficient of the mixer 8
Figure 00000010
,
where K 2p and K 2y conversion coefficient and gain of the frequency converter 2, respectively. Since K 2n <K 2y , then
Figure 00000011
,
eg,
Figure 00000012
. (Therefore, the mixer 8 can be performed both on transistors and on diodes). Given (1) the transmission coefficient for the power of the device as a whole
K Σ = 2K 2n K f (2),
which is twice as much as the known device.

Оценим шумовые свойства заявленного устройства, используя стандартную методику определения коэффициента шума многокаскадной схемы. Суммарная интенсивность шума на выходе:
h * вых. = H2K2пK3+H2KK8пK9+H8K8пK9,
где H2, H8 интенсивность шума преобразователя частоты 2 и смесителя 8 соответственно. Первое слагаемое это шум преобразователя частоты 2, прошедший через первый ФПЧ 3. Второе слагаемое описывает шум преобразователя частоты 2, прошедший через смеситель 8 и ФПЧ 9. Третье слагаемое это шум смесителя 8 с учетом прохождения через ФПЧ 9. С учетом (1) и того, что K9 K3 Kф, суммарная интенсивность запишется в виде:

Figure 00000013
(3).We estimate the noise properties of the claimed device using the standard method for determining the noise figure of a multistage circuit. Total output noise intensity:
h * out = H 2 K 2n K 3 + H 2 K 2y K 8n K 9 + H 8 K 8n K 9 ,
where H 2 , H 8 the noise intensity of the frequency Converter 2 and mixer 8, respectively. The first term is the noise of the frequency converter 2, passed through the first phase-transfer filter 3. The second term is the noise of the frequency converter 2, passed through the mixer 8 and the high-pass filter 9. The third term is the noise of the mixer 8, taking into account the passage through the high-pass filter 9. Taking into account (1) and that K 9 K 3 K f , the total intensity is written in the form:
Figure 00000013
(3).

Для известного устройства аналогичная величина
hвых. 2H2K2пKф (4).
For a known device, a similar value
h out 2H 2 K 2p K f (4).

С другой стороны для заявленного устройства h * вых. = H*K, где H* - интенсивность шума входного источника, создающего ту же интенсивность шума на выходе в предположении, что смесители нешумящие, или, с учетом (2)
h * вых. = H*K2пKф (5),
а для известного устройства
hвых. H K2пKф (6).
On the other hand, for the claimed device h * out = H * K, where H * is the noise intensity of the input source, which creates the same noise intensity at the output under the assumption that the mixers are noise-free, or, taking into account (2)
h * out = H * K 2n K f (5),
and for a known device
h out HK 2n K f (6).

На основании (4) и (5) интенсивность шума двухкаскадного преобразователя частоты с подавлением зеркального канала имеет вид:

Figure 00000014
(7).Based on (4) and (5), the noise intensity of a two-stage frequency converter with suppression of the mirror channel has the form:
Figure 00000014
(7).

Откуда следует, что результирующий шум зависит от коэффициента усиления преобразователя частоты 2 и уменьшается с его увеличением. Из (4) и (6) аналогичная величина для известного устройства
H 2H2 (8),
т.е. не зависит от коэффициента передачи смесителей.
It follows that the resulting noise depends on the gain of the frequency converter 2 and decreases with its increase. From (4) and (6) a similar value for the known device
H 2H 2 (8),
those. independent of gear ratios.

Коэффициент шума заявленного устройства запишется в виде:

Figure 00000015
(9),
где F2 и F8 коэффициент шума преобразователя частоты 2 и смесителя 8 соответственно. Для известного устройства коэффициент шума
F 2F2 (10).The noise figure of the claimed device is written in the form:
Figure 00000015
(nine),
where F 2 and F 8 are the noise figure of the frequency converter 2 and mixer 8, respectively. For a known device, the noise figure
F 2F 2 (10).

Определим выигрыш по коэффициенту шума как

Figure 00000016
, тогда, полагая для простоты F2 F8 1, имеем
Figure 00000017
(11).We define the gain by noise figure as
Figure 00000016
, then, assuming for simplicity F 2 F 8 1, we have
Figure 00000017
(eleven).

Отсюда следует, что выигрыш по коэффициенту шума появляется при

Figure 00000018
, становится заметным при K ≥ 1 и увеличивается с ростом K, но не более, чем в два раза. Соответственно возрастает отношение сигнал/шум на выходе, но не более, чем в четыре раза.It follows that the gain in noise figure appears when
Figure 00000018
, becomes noticeable at K ≥ 1 and increases with K 2y , but no more than twice. Accordingly, the signal-to-noise ratio at the output increases, but no more than four times.

Полученный выигрыш объясняется тем, что в заявленном устройстве реализована двухкаскадная схема преобразования частоты (вместо двухканальной в известном устройстве), в которой общий коэффициент шума зависит от коэффициента усиления первого каскада, и при достаточно большой величине последнего шум второго каскада проявляется слабо. The gain is due to the fact that the claimed device implements a two-stage frequency conversion circuit (instead of the two-channel in the known device), in which the total noise figure depends on the gain of the first stage, and with a sufficiently large value of the latter, the noise of the second stage is weakly manifested.

Таким образом, заявленное устройство так же эффективно подавляет зеркальный канал, как и известное устройство, и при этом имеет заметный выигрыш в величине коэффициента шума и отношения сигнал/шум. Thus, the claimed device as effectively suppresses the mirror channel as the known device, and at the same time has a noticeable gain in the value of the noise figure and the signal-to-noise ratio.

Claims (1)

Двухкаскадный преобразователь частоты с подавлением зеркального канала, содержащий последовательно соединенные полосовой фильтр, преобразователь частоты, первый фильтр промежуточной частоты, фазовращатель на ± 90o и сумматор, последовательно соединенные гетеродин, фазовращатель на 90o, смеситель и второй фильтр промежуточной частоты, выход которого подключен к другому входу сумматора, при этом другой вход преобразователя частоты подсоединен к выходу гетеродина, отличающийся тем, что между выходом преобразователя частоты и другим входом смесителя введен фильтр-пробка, а преобразователь частоты выполнен в виде балансного преобразователя частоты с коэффициентом усиления, превышающим единицу, а коэффициент преобразования смесителя равен отношению коэффициента преобразования и усиления балансного преобразователя частоты с коэффициентом усиления, превышающим единицу.Two-stage frequency converter with mirror channel suppression, comprising a series-pass bandpass filter, a frequency converter, a first intermediate frequency filter, a ± 90 o phase shifter and an adder, a local oscillator, a 90 o phase shifter, a mixer and a second intermediate frequency filter, the output of which is connected to another input of the adder, while the other input of the frequency converter is connected to the output of the local oscillator, characterized in that between the output of the frequency converter and the other input a filter plug is introduced into the mixer house, and the frequency converter is made in the form of a balanced frequency converter with a gain greater than unity, and the mixer conversion coefficient is equal to the ratio of the conversion and gain of a balanced frequency converter with a gain greater than unity.
SU5049075 1992-04-20 1992-04-20 Double-stage image-suppression frequency changer RU2067787C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5049075 RU2067787C1 (en) 1992-04-20 1992-04-20 Double-stage image-suppression frequency changer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5049075 RU2067787C1 (en) 1992-04-20 1992-04-20 Double-stage image-suppression frequency changer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2067787C1 true RU2067787C1 (en) 1996-10-10

Family

ID=21607687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5049075 RU2067787C1 (en) 1992-04-20 1992-04-20 Double-stage image-suppression frequency changer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2067787C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450428C1 (en) * 2011-02-25 2012-05-10 Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Ковровская государственная технологическая академия имени В.А. Дегтярева" Broadband unit to suppress mirror channel
RU2569578C1 (en) * 2014-08-01 2015-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственнный университет путей сообзщения" МГУПС (МИИТ) Phase-compensating image channel suppressor in radio signal receiver

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент США N 3070747, кл. 325-437, опубл.1962. Патент Японии N 58-86700, кл. H 04 B 1/26, 1/10, опубл.1983. Патент США N 2964622, кл. 325-437, опубл.1960. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450428C1 (en) * 2011-02-25 2012-05-10 Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Ковровская государственная технологическая академия имени В.А. Дегтярева" Broadband unit to suppress mirror channel
RU2569578C1 (en) * 2014-08-01 2015-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственнный университет путей сообзщения" МГУПС (МИИТ) Phase-compensating image channel suppressor in radio signal receiver

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5634207A (en) Frequency converter capable of reducing noise components in local oscillation signals
US8909187B2 (en) Harmonic reject receiver architecture and mixer
US6020783A (en) RF notch filter having multiple notch and variable notch frequency characteristics
JP3310114B2 (en) A / D converter having frequency conversion function and wireless device using the same
US7477886B1 (en) Cascading-synchronous mixer and method of operation
JP2004153664A (en) High frequency receiver
US6985710B1 (en) Image rejection mixer for broadband signal reception
RU2067787C1 (en) Double-stage image-suppression frequency changer
US20030179837A1 (en) Direct conversion receiver
RU2062547C1 (en) Frequency converter which suppresses mirror channel
JP2000068752A (en) Receiver for digital broadcasting
RU2034409C1 (en) Receiver of radar with synthetic antenna and optical signal processing
KR880001270Y1 (en) Cable television tuner
JPS6057730A (en) Tv tuner
JPH05121949A (en) Frequency converter
JPS6276990A (en) High frequency circuit for converter tuner
JPH06283935A (en) Frequency converter
JP2815520B2 (en) Shared tuner
JPH0640605B2 (en) Mixer circuit
US20060194556A1 (en) Local oscillation circuit for direct conversion receiver
JPH06310942A (en) Frequency converter
EP1143608A2 (en) Multiple stage frequency translator
JPH03255726A (en) Receiver
JPH06338724A (en) Frequency conversion circuit
JPS5823979B2 (en) Chuyuna