90°

Рис. 84 ВЧ фазовращатели первого порядка:

с - простейший RC; б - мостовой RC; е - мостовой LCR, г-лестничный ICR

фазовращатели. Существует очень много различных цепей, сдвигающих фазу выходного сигнала относительно входного. Общее требование к фазовращателям - получение двух равных по амплитуде напряжений с относительным фазовым сдвигом 90°. В четырехфазных системах нужны уже четыре равных напряжения, причем фазовый сдвиг сигналов на соседних выводах также должен составлять 90°. Это требование просто выполнить на одной фиксированной частоте, труднее - в диапазоне частот. Относительная ширина любительских KB диапазонов составляет от 1,4 до 6% (соответственно 40 и Юм), поэтому ВЧ фазовращатели обычно довольно просты. На рис. 84 показано несколько схем ВЧ фазовращателей. В устройстве рис. 84, а ток вторичной обмотки трансформатора связи Т1, протекая через последовательно включенные резистор и конденсатор, создает на них напряжения, сдвинутые по фазе на 90°. Напряжения равны, когда емкостное сопротивление равно активному. Фазовращатель должен работать на

нагрузку, сопротивление которой намного превосходит R, при этом почти вся мощность гетеродина расходуется, естественно, в сопротивлении фазовращателя. В большинстве случаев это особого значения не имеет. Если же нежелательно, чтобы фазовращатель вносил потери, резистор R надо заменить катушкой, имеющей такое же по абсолютной величине реактивное сопротивление. Она образует с конденсатором С контур, настроенный на частоту гетеродина. Оба выхода в этом случае должны быть нагружены активными сопротивлениями, равными R. Ими могут быть входные сопротивления смесителей. Частотные и фазовые характеристики цепи при этом не изменяются.

RC фазовращатель можно выполнить по мостовой схеме рис. 84,6, не требующей трансформатора. Фазовращатель содержит две RC цепочки с одинаковыми параметрами, одна из которых включена как интегрирующая, другая - как дифференцирующая. На частоте, где емкостное сопротивление равно активному, сдвиг фазы в одной цепочке составляет +45°, в другой -45° и относительный фазовый сдвиг между выходными напряжениями равен 90°.

Другой вариант LCR фазовращателя показан на рис. 84,(9. Он также позволяет учесть входные сопротивления смесителей соответствующим увеличением сопротивления резисторов а в случае /? = ?вх исключить их совсем. Но надо иметь в виду, что входное сопротивление смесителей, как правило, зависит от уровня гетеродинного напряжения, что усложняет регулировку фазовращателя.

LCR фазовращатель, создающий весь фазовый сдвиг только в одном плече, показан на рис 84, г. Расчет всех описанных ВЧ фазовращателей элементарен: фазовый сдвиг 90° получается на частоте /о. где индуктивности и емкости удовлетворяют соотношениям:

LRI2k/„ С=1/2Л/?. (59)

При отклонениях рабочей частоты от расчетной разбаланс выходных напряжений прямо пропорционален расстройке, что характерно для фазовращателей первого порядка. В диапазоне 10 м, например, разбаланс составит 3% на краях диапазона. Подавление нежелательной боковой полосы в этом случае не превзойдет 30 дБ (в середине диапазона оно может быть и значи-

Рис. 85. ВЧ фазовращатели второго порядка:

о - LCR, б - с компенсацией последовательным контуром

тельпо больше). В остальных диапазонах широкополос-ности фазовращателей достаточно для получения подавления более 40 дБ.

В ряде смесителей, работающих на половинной частоте сигнала, требуется фазовый сдвиг между гетеродинными напряжениями не 90, а только 45°. Это нужно, например, в смесителе на встречно-параллельных диодах или встречно-управляемых полевых транзисторах, если ВЧ фазовращатель установлен в цепях гетеродина. Для получения относительного фазового сдвига 45° подойдут LCR фазовращатели рис. 84, е и г, но расчетные формулы несколько изменятся. Для фазовращателя рис. 84, е

L=0,414/?/2tc/,, С=1/0,414-2Л/?, (60) а для фазовращателя рис. 84,г

/.=0,707/?/2 7г/г, С = 0,414/2 1. Л/?, (61)

где fr - частота гетеродина, равная половине частоты сигнала.

Значительно лучше равенство выходных напряжений в широком диапазоне частот поддерживает фазовращатель второго порядка, показанный на рис. 85, й. В отличие от простого RC фазовращателя (см. рис. 84, й) в нем последовательно с конденсатором включена катушка индуктивности L. Напряжение на ней также сдвинуто по фазе на 90° относительно тока, но в другую сторону, чем на конденсаторе. Таким образом, напряжение на индуктивности противоположно по фазе напряжению на емкости. Оно инвертируется второй половиной симметричной обмотки катушки и складывается с напряжением на емкости, образуя выходное напряжение со