Такое преобразование называется соответственно диодным и одно-сеточным. Когда оба управляющих напряжения включаются в цепь одного электрода, в лампе складываются действия управляющих напряжений на электронный поток и на выходе смесителя (при работе на нелинейном участке соответствующей характеристики лампы) возникнут, кроме исходных частот, гармоники новой частоты.

При использовании в качестве смесителя многосеточных ламп напряжения сигнала и гетеродина можно подавать на различные сетки. Здесь перемножаются действия управляющих напряжений на электронный поток в лампе. Умножение даже линейных функций даст нелинейную зависимость (ахЬх - сх), поэтому при двухсе-точном преобразовании отпадает необходимость работать на нелинейных участках характеристик ламп. Это позволяет рационально выбирать рабочую точку на характеристиках и более эффективно преобразовывать частоту.

Преобразование частоты является промежуточным этапом обработки сигнала в приемнике, поэтому получаемая при этом разностная частота называется промежуточной: /np=fr-fc. Промежуточная частота является высокой, поэтому смесительные лампы должны отвечать требованиям, предъявляемым к высокочастотным лампам.

Физические процессы при преобразовании частоты. В качестве смесительной лампы используем пентод. Пусть напряжение сигнала Uci - UcmSmfUct с частотой fc будет подано на первую сетку, а напряжение гетеродина Ысз = гт sin сог с частотой fr - на третью сетку (рис. 16.1,6). Одновременно на сетках действуют соответствующие напряжения смещения ci и Есз. Анодный ток, являющийся функцией двух независимых переменных га=ф(Ись «сз), можно представить

ia = aO + Sl«cl +5зМсЗ, (16-1)

где /ао - ток покоя, определяемый смещением на управляющих сетках.

Крутизна по первой сетке Si зависит от напряжения на третьей сетке (рис. :16.2, а). Для упрощения анализа предположим, что эта зависимость линейна. Если на третью сетку подано переменное напряжение гетеродина, то крутизна

Si = So + (aSi/aC/e3)"c3 = So + лвКсз = So + kJJm sin

где So -значение крутизны Si в исходной рабочей точке покоя;

kaB = dSJdUc3 [мА/В2] - коэффициент двойного управления, показывающий изменение крутизны характеристики анодного тока по одной из управляющих сеток (в данном случае по первой сетке) при изменении напряжения на другой (на третьей) управляющей сетке на 1 В.

Подставляя значение Si в уравнение (16.1), получим:

га = /ао + (-So + лвгт Sin w,t) Um Sin at + Sgf/SiU at =

= /ao + Sof/cm Sin 4>J + kUrm sin oytUrn sm + SaUrn Sin «гЛ (16.2)

1а,пД

Ur,,B -г -г -1 о +;

Рис. 16.2. Характеристики и крутизна при двойном управлении

Учитывая, что sin а sin р =/г cos (а-р)-V2C0s(a + p), уравнение (16.2) примет вид

«а = /ао + SJJcm S" "с + УЗлвгтст COS («г - i) t-

- yikJJJJ-, COS (Шр + ш,,) г" + SgC/rm Sin (16.3)

Из выражения (16.3) следует, что в анодном токе лампы, помимо постоянной составляющей /ао и составляющих с частотами исходных колебаний гетеродина сог и сигнала сос, возникли составляющие с разностной Ог-Ис и суммарной cor+ojc частотами. Ток с разностной частотой сог-Cue представляет собой ток промежуточной

частоты tnp=/гдвгт/стСОЗ (сОг-СОс).

Амплитуда тока промежуточной частоты

lnvm = (mkJJ,mUcm (16.4)

определяется амплитудами напряжений сигнала и гетеродина, а также значением дв и зависит от режима работы лампы. Для того чтобы выделить из анодного тока лампы составляющую промежуточной частоты и получить на выходе смесителя соответствующее переменное напряжение, в ее анодную цепь включается колебательный контур LC (см. рис. 16.1, б), настроенный на частоту /пр.

Параметры. Оценку эффективности процесса преобразования ведут по значению крутизны преобразования. Она определяется отношением амплитуды тока промежуточной частоты к амплитуде напряжения сигнала (мА/В)

(16.5)

Крутизна преобразования показывает, какую амплитуду тока промежуточной частоты создает в лампе напряжение сигнала с амплитудой в 1 В. Для увеличения Snp нужно увеличивать Urm- Однако это возможно лишь до определенного предела из-за линейной зависимости 51 = ф(?7сз) (рис. 16.2,6), после чего /пр™ перестает расти. Практически принимают 6-10 В, а определив дв по

характеристикам двойного управления (см. рис. 16.2,а), по формуле (16.5) определяют Snp.

Коэффициент усиления при преобразовании

/Спр = и„у/иQ = Snp/?3

прямо пропорционален крутизне преобразования 8щ. и эквивалентному сопротивлению колебательного контура Ra на промежуточной частоте.

§ 16.2. Типы частотно-преобразовательных ламп

Преобразователи на пентодах. При использовании пентодов для преобразования частоты напряжение сигнала подается на первую, а гетеродина - на третью сетку. Лампа может работать как в смесительном, так и в преобразовательном режимах. В результате двойного управления током в анодной цепи возникнут комбинационные частоты вида т{О㱫сйс (где т и п - любые целые числа), из которых выделяют нужную промежуточную частоту сйпр=сйг-сос. Примерами частотно-преобразовательных пентодов являются лампы 6Ж2П, 6Ж2Б, обеспечивающие Snp = 0,5+1 мА/В.

Для преобразования частоты часто используют триод-пентоды (например, 6ФШ), в которых на триодной части собирают гетеродин, а пентодная часть служит для смешивания частот сигнала и гетеродина. Крутизна преобразования здесь достигает 2 мА/В.

Многосеточные частотно-преобразовательные лампы. Практическое применение получили пятисеточные пентагриды или (по числу всех электродов) гептоды (рис. 116.3, а) и комбинированные (рис. 116.3,6) триод-гептоды. Гептод может использоваться как в преобразовательном, так и смесительном режимах.

При работе гептода в преобразовательном режиме на триодной части лампы (включающей катод и две сетки - первую управляющую и вторую, выполняющую функции анода) собран гетеродин. На пентодной части лампы (включающей катод, третью--управляющую, четвертую - экранирующую, пятую - защитную сетки и анод) собран смеситель. Переменное напряжение гетеродина подается на первую сетку и вызывает пульсацию электронного потока с частотой fr. Перед третьей сеткой поток тормозится ее напряжением смещения и образует электронное облако (виртуальный катод). На третью сетку лампы подается напряжение принимаемого сигнала, которое определяет изменение электронного потока с частотой сигнала fc. В результате в анодной цепи возникают комбинационные частоты, из которых выделяют промежуточную частоту

fnp = fr fc-

Если гептод служит смесите-Рис. 16.3. Условное изображение мно- вспомогательное колебание

госеточных ламп получают от гетеродина, собран-