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接收機(jī)高頻頭微波振蕩器的穩(wěn)頻的三種方法

發(fā)布時(shí)間:2012-10-23 責(zé)任編輯:easonxu

【導(dǎo)讀】在衛(wèi)星電視接收機(jī)的高頻頭中,本機(jī)振蕩器的工作頻率很高,處在微波頻段。根據(jù)下變頻的要求,本機(jī)振蕩頻率與輸入信號(hào)頻率相差一個(gè)中頻,第一中頻的頻率范圍為950MHZ~1450MHZ,對(duì)于C波段,通常采用高本振頻率方案,輸入信號(hào)的頻率范圍為3.70GHZ~4.20GHZ,本振頻率為5.15GHZ;對(duì)于KU波段,通常采用低本振方案,輸入信號(hào)的頻率范圍為11.70GHZ~12.20GHZ,本振頻率為 1.075GHZ。


由于高頻頭放置于到外,環(huán)境溫度變化形成較大的溫差,往往會(huì)使本的振頻率產(chǎn)生漂移,從而產(chǎn)生“跑臺(tái)”現(xiàn)象。因此,要求本振頻率在不同的環(huán)境溫度中(-330~+60℃)產(chǎn)生的最大頻偏小于±2MHZ。

振蕩器常用的穩(wěn)頻方法有3種:晶振倍頻法、鎖相環(huán)穩(wěn)頻法和高Q值諧振倍頻法,下面分別予以介紹。

1、晶振倍頻法:因?yàn)榫w工作頻率一般不能很高,所以先在較低的頻率上構(gòu)成一個(gè)晶體振蕩電路,然后利用非線性電路得到該振蕩頻率的高次諧波,通過選頻回路選出該高次諧波分量,再進(jìn)行放大。由于倍頻的倍數(shù)較大,通常需要使用多級(jí)倍頻器級(jí)聯(lián)。這種穩(wěn)頻方式雖然能獲得較高的穩(wěn)定度,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,體積大、效率低、諧波干擾大,僅在早期的微波通信中得到應(yīng)用。

2、鎖相環(huán)穩(wěn)頻法:微波振蕩器由壓振蕩器組成,在輸出端取出一部分能量,經(jīng)微波分頻后,與一個(gè)晶體振蕩器產(chǎn)生的基準(zhǔn)頻率進(jìn)行相位比較,得到的誤差信號(hào)經(jīng)環(huán)路濾波器平滑濾波后,用來控制微波壓振蕩器的控制電壓,使得振蕩器的頻率與基準(zhǔn)頻率鎖定。這種穩(wěn)頻方法可使微波振蕩器的頻穩(wěn)度與晶振的頻穩(wěn)度保持在同一數(shù)量級(jí)上,效果最好,本振相位噪聲最低,只是電路較復(fù)雜,成本較高,主要用于衛(wèi)星數(shù)字電視、衛(wèi)星數(shù)字通信等要求較高的場合。在25℃測試條件下,對(duì)于C波段、KU波段單本振單極化數(shù)字寬帶鎖相環(huán)高頻頭,采用PLL鎖相技術(shù)后,本振穩(wěn)定性較好,一般本振頻率穩(wěn)定度為±100KHZ;對(duì)于C/KU雙波段雙本振雙極化單輸出(或雙輸出)高頻頭,一般本振頻率穩(wěn)定度為±500KHZ。

3、高Q值諧振腔穩(wěn)頻法:高Q值諧振腔穩(wěn)頻法不需對(duì)振蕩頻率進(jìn)行分頻或倍頻處理,而直接在工作頻率上對(duì)振蕩器進(jìn)行穩(wěn)頻,穩(wěn)頻效果的好壞與高Q值諧振腔的Q值有關(guān)。Q值越高穩(wěn)頻效果越好,一般要求高Q值諧振腔的空載Q值高達(dá)幾千甚至數(shù)萬。目前,常用的介質(zhì)諧振器的形狀有方形、圓柱形和圓環(huán)形,圓柱形用得最多。介質(zhì)諧振器的固有諧振頻率是指介質(zhì)諧振器處于自由空間時(shí)的諧振頻率,實(shí)際使用中,當(dāng)它放置于其他介質(zhì)材料或?qū)w上時(shí),其諧振頻率就會(huì)改變,其原因是有一部分電磁場分布于其外表,當(dāng)它靠近其他介質(zhì)或?qū)w時(shí),其外部的電磁場分布規(guī)律就會(huì)發(fā)生變化,一般情況下,當(dāng)它靠近金屬導(dǎo)體時(shí),諧振頻率就會(huì)升高,而靠近介質(zhì)材料時(shí)諧振頻率就會(huì)下降。我們正是利用這一特性,微小調(diào)節(jié)金屬導(dǎo)體與介質(zhì)振蕩器的距離,便可改變介質(zhì)振蕩器的諧振頻率。

介質(zhì)振蕩器與其他電路(如微帶電路)的耦合同樣是利用介質(zhì)振蕩器外部電磁場分布特性來解決的。利用介質(zhì)振蕩器的磁場與微帶電路上的微帶線的交鏈實(shí)現(xiàn)能量的耦合,耦合的強(qiáng)弱可以通過改變二者的距離來調(diào)節(jié),但介質(zhì)振蕩器的有載Q值將會(huì)下降,使用中必須根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。

高Q值諧振腔穩(wěn)頻的介質(zhì)振蕩器的Q值高、體積小,穩(wěn)定度系數(shù)可根據(jù)需要選擇,且成本較為低廉,采用這種介質(zhì)振蕩器穩(wěn)頻的微波振蕩器,無論在體積、復(fù)雜程度和成本上,都大大優(yōu)于前兩種方法,而且在性能上完全滿足衛(wèi)星電視接收的要求。因此,目前絕大多數(shù)衛(wèi)星電視接收機(jī)的高頻頭本振都采用這種穩(wěn)頻方法。
 
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