Muhammad-al xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti radio va mobil aloqa fakulteti

12. RADIOQABUL QILISH QURILMALARI CHASTOTA O‘ZGARTIRGICHLARI
12.1. Chastotani o‘zgartirish haqida umumiy tushunchalar
Signal chastotasini o‘zgartirish bu uning tuzilmasini o‘zgartirmasdan chastotalar o‘qida signal spektrini chiziqli o‘tkazish amalga oshiriladigan jarayon hisoblanadi (12.1- rasm). Signalning og‘ishi va uning boshlang‘ich fazasi bunda o‘zgarmaydi. Boshqacha aytganda, chastotani o‘zgartirish modulyatsiyalangan tebranishlarning amplitudasi, chastotasi yoki fazasini o‘zgarishi jarayonini buzmaydi.

12.1- rasm. Signal chastotasini o‘zgartirish

Signal chastotasini o‘zgartirish chastota o‘zgartirgichlari orqali amalga oshiriladi. Chastota o‘zgartirgichi supergeterodinli sxema bo‘yicha yig‘ilgan radioqabul qilgichlarda, signallarni generatsiyalash va shakllantirish qurilmalarida (radiouzatkichlarda, chastota sintezatorlarida), turli radioo‘lchash asboblarida (selektiv voltmetrlar,  spektr analizatorlarida, modulometrlar va deviometrlarda, so‘nishlarni o‘lchash uchun qurilmalarda) qo‘llanadi.

Masalan, qayd etilgan oraliq chastota qiymatili supergeterodinli radioqabul qilgichlarda signal radiochastotasi polosasini pastga (kam hollarda yuqoriga) o‘tkazish qo‘shni kanal bo‘yicha halaqitlarni so‘ndirish (ya’ni to‘g‘ridan-to‘g‘ri kuchaytirishli radioqabul qilgichlarga qaraganda chastotaviy tanlovchanlikni sifat jihatdan yaxshilash) uchun chastotaviy xarakteristikasi katta to‘g‘ri burchakli bo‘lgan asosiy seleksiya sozlanmaydiga murakkab filtrini qo‘llashga, shuningdek diapazonli radiochastota kuchaytirgichiga qaraganda samaraliroq bo‘lgan oraliq chatota kuchaytirgichidan foydalanishga imkon beradi. Bunday radioqabul qilgichni qayta sozlash chastota o‘zgartirgichining tarkibiga kiradigan geterodinning chastotasini o‘zgartirish orqali amalga oshiriladi.

Shunday qilib, chastota o‘zgartirgichi bu signal tuzilmasi saqlanishi bilan radiosignal spektrini radiochastota diapazonining bitta sohasidan boshqasiga o‘tkazishni amalga oshiradigan qurilma hisoblanadi. Chastota o‘zgartirgichining tarkibiga aralashtirgich, geterodin va oraliq chastota signali uchun yuklama kiradi. Chastotani o‘zgartirish parametrlardan birini davriy o‘zgartiradigan nochiziqli elementga ega bo‘lgan aralashtirgichda (oltiqutblilikda) bo‘lib o‘tadi (12.2- rasm). Bunday nochiziqli elementlar sifatida tranzistorlar, varikaplar va diodlar ishlatiladi.

12.2- rasm. Chastota o‘zgartirgichining ekvivalent sxemasi

Agar nochiziqli elementga, masalan, yarim o‘tkazgichli diodga bir vaqtda turli chastotalarli signal berilsa, u holda bu elementning zanjirida bu signallardan har birining eng turli tashkil etuvchilari paydo bo‘ladi. Ular orasida farq chastotasili yoki oraliq chastotasili o‘zgaruvchan tashkil etuvchi ham bo‘ladi. Bu tashkil etuvchi bunday nomni uning chastotasi nochiziqli elementga berilgan ikkita signallarning chastotalari farqiga son jihatdan teng bo‘lganligi uchun oldi. Masalan, diodga f₁=1800 kgs va f₂=1300 kGs chastotalarli signallar berilsa, u holda bu diodning zanjirida
f_or=1800-1300=500 kGs
farq (oraliq) chastotasili yangi o‘zgaruvchi tashkil etuvchi paydo bo‘ladi. Bu tashkil etuvchini 500 kGs chastotaga sozlangan oddiy tebranish konturi yordamida ajratib olish mumkin.

Oraliq chastota signalini paydo bo‘lishini 12.3- va 12.4- rasmlardagi grafiklar yordamida sodda tushuntirish mumkin. Turli f₁ va f₂ chastotalarli i₁ va i₂  o‘zgaruvchan toklar qo‘shiladi. Vaqtning t₁ momentida har ikkala toklar bitta yo‘nalishda oqib o‘tadi va ularning amplitudalari qo‘shiladi. Lekin asta-sekin kichik f₂ chastotali tokning I₂ musbat amplitudasi yanada ko‘proq “kechika” boshlaydi va nihoyat, har ikkala toklar qarama-qarshi yo‘nalishlarda oqib o‘tadigan, umumiy tokning I_umum amplitudasi I₁ va I₂ amplitudalarining farqiga teng bo‘ladigan t₂ moment keladi. i₂ tokning keyingi kechikishi t₃ momentda har ikkala toklarning yo‘nalishlari yana mostushadi va umumiy tok ortadi. Shunday qilib, umumiy tokning I_umum amplitudasi modulyatsiyalangan signalni eslatish bilan davriy ravishda o‘zgaradi (12.3- rasm). Umumiy tok amplitudasining o‘zgarishi chastotasi aynan chastotalar farqiga teng bo‘ladi.

Bu oddiy misol orqali oson isbotlanadi. Agar f₁ chastota 10 Gs ga, f₂ chastota esa 8 Gs ga teng bo‘lsa, u holda har bir sekund davomida ikkinchi tebranish birinchisidan ikkita to‘liq davrga “ortda qoladi”, boshqacha aytganda, har bir sekund davomida ikkinchi tebranish birinchi tebranishdan butun davrga ortda qoladi. Bu har bir sekund davomida i₁ va i₂ tok amplitudalari ikki marta mos tushadi va umumiy tok amplitudasi eng katta qiymatga erishishini bildiradi. Shunday qilib, umumiy tok amplitudasining o‘zgarishi chastotasi 2 Gs ga teng, ya’ni f₁ va f₂ chasttalar farqiga (10-8=2 Gs) teng. Ko‘rib chiqilgan misol past chastotalarga tegishli, lekin f₁ va f₂ chastotalar kilogerslar yoki megagerslarda o‘lchansa ham shuning o‘zi bo‘lib o‘tadi.

12.3- rasm. Ikkita tok tebranishlarini qo‘shish

Agar yig‘indi i_umum tok oqib o‘tadigan umumiy zanjirga detektor qo‘yilsa, u holda o‘zgaruvchan tok pulslanuvchan tokka o‘zgaradi (12.4- rasm) va yuqoridagidek detektorlangan signalning past chastotali tashkil etuvchisili farq chastotasili signalni ajratib olish mumkin bo‘ladi. Yodda tutish kerakki, detektorsiz yoki boshqa nochiziqli elementsiz oraliq chastota signalini olish mumkin emas, xuddi shunday detektorsiz modulyatsiyalangan signaldan past chastotali tashkil etuvchini olish mumkin emas. Bu bilan tushuntiriladiki, oraliq chastota signali past chastotali tashkil etuvchi kabi faqat detektorlashda signalning shaklini o‘zgarishi natijasida, ya’ni nochiziqli jrayonlar natijasida paydo bo‘ladi.

Modulyatsiyalangan signal detektorga tushmaguncha u hech qanday past chastotali tashkil etuvchiga ega bo‘lmagan yuqori chastotali signal bo‘ladi. Axir past chastota, agar u uzatkichning antennasiga tushganda ham radioto‘lqinni hosil qila olmas edi va buning ustiga qabul qilgich konturlaridan o‘tmas edi. Xuddi shunday nochiziqli elementsiz ikkita generatorlar umumiy zanjiridan yig‘indi tok oqib o‘tadi, uni filtrlar yordamida faqat i₁ va i₂ tashkil etuvchilarga ajratish mumkin. Bu tashkil etuvchilarga ajratish bilan oraliq chastota signalining hech qanday belgilari aniqlanmaydi. Bu signal faqat zanjirga nochiziqli element kiritilganida paydo bo‘lishi mumkin.

12.4- rasm. Bu zanjirga diodning kiritilishi

Oraliq (farq) chastota signali o‘zida uni hosil qiladigan ikkita signallardan iz qoldiradi. Agar bu signallardan biri modulyatsiyalangan bo‘lsa, u holda oraliq chastota signali ham xuddi shunday modulyatsiyalangan bo‘lib qoladi. Yuqorida aytilganidek, chastotani o‘zgartirish jarayoni o‘zgartiriladigan signalni keyingi zarur chastotalar sohasi ajratilishi bilan yordamchi garmonik tebranishga ko‘paytirish yo‘li bilan amalga oshiriladi. Buni ikkita usullarda amalga oshirish mumkin, ular chastotani o‘zgartirgichlarni qurish asosiga qo‘yilgan:

1. Ikkita kuchlanishlar (foydali signal va geterodin signali) yig‘indisi keyingi zarur tok spektri tashkil etuvchilari ajratilishi bilan nochiziqli elementga beriladi.

2. Geterodinning kuchlanishi aralashtirgichning qandaydir parametrini (tranzistor VAXi tikligi, zanjirning reaktiv parametrini) o‘zgartirish uchun ishlatiladi. Bunday aralashtirgichning kirishiga beriladigan foydali signal spektrni mos boyitish bilan o‘zgartiriladi.

Chastotani klassik o‘zgartirish tizimi kirish filtri, geterodin, aralashtirgich va oraliq chastota (OCh) chiqish filtridan tashkil topadi (12.5- rasm).

12.5- rasm. Chastotani klassik o‘zgartirish tizimi

O‘zgartigichda kirish filtrining vazifasi kirish signali chastotalar polosasini cheklash hisoblanadi. Soddalashtirish uchun bu signal berilgan