Схемотехника смесителей
31. Схемотехника смесителей. Гетеродины.
Наиболее простым является одно-диодный смеситель.
На нелинейный элемент – диод поступает сумма колебаний сигнала и гетеродина. Ток диода содержит множество комбинационных гармоник. Данная спектральная составляющая выделяющая на контуре смесителя, все остальные комбинационные гармоники этим контуром подавляются.
Достоинства: низкая стоимость и широкий частотный диапазон вх. колебаний.
Недостатки: развязка между входами низкая; развязка между входами и выходом обусловлена только фильтрующими свойствами контура.
Покажем каким образом шум гетеродина проникает на вых. смесителя.
Если рассматривать выделенные шумовые полосы в спектре гетеродина как совокупность 3-х отдельных узкополосных колебаний которые попадают на нелинейный элемент формируют свою группу комбинационных гармоник и среди этих гармоник, существуют гармоники с разностной частотой, равны по частоте настройки контура. Следовательно контур выделит данные шумовые гармоники, что приведет к снижению с/ш.
Балансный диодный смеситель.
Первый контур настроен на частоту сигнала, второй на частоту ПЧ. Проанализируем развязку между гетеродинным входом и входом и выходом смесителя. Если верхняя половина схемы по параметрам идентична нижней половине то iг1= iг2. В этом случае ток с частотой гетеродина в первом и 2-м контуре отсутствуют, а следовательно не происходит проникновения колебаний гетеродина в сигнальную цепь и на вых. УПЧ. Т.к. шумовые составляющие спектра гетеродина в вых. контуре, также взаимно компенсируются, то не происходит перенос шума на ПЧ.
Рекомендуемые материалы
Если балансировка схемы нарушается и iг1¹ iг2 то резко снижается степень развязки между гетеродинным входом и выходом смесителя.
Недостатки: данной схемы является малый уровень сигнала между сигнальным входом и вых. смесителя.
Двойные балансные (кольцевые) смесители.
Данную схему можно рассматривать как совокупность двух, ранее рассматриваемых, балансных схем. По сигнальным входам эти схемы включены параллельно, а по выходу встречно - параллельно, то на выходе сигнальные компоненты взаимно компенсируются.
Недостатки: малый коэффициент передачи, поэтому с целью повышения используют транзисторные и микросхемные смесители.
Транзисторные смесители.
Наиболее часто сигнальные колебания подают на базу, а гетеродинные на эмиттер. В этом случае возникает наибольшая развязка между входами. Так же как в случае с диодными можно использовать балансные схемы, однако лучше всего балансировку транзисторных смесителей осуществлять в микросхемном исполнении. Они менее широкополосны чем диодные.
Микросхемные смесители.
В базовой структуре является дифференциальный усилитель с управляемым источником тока. Базовую структуру комбинируют для обеспечения высокой степени развязки.
Т.к. величина U2 меняет коэффициент усиления диодного усилителя VT1-VT2, то при достаточно малых значениях U1 осуществляется операция линейного перемножения сигналов U1 и U2.
При полно симметрии диф. усилителя отсутствует напряжение с частотой f2(U2) – имеет место большая развязка между вх. U2 и вых. усилителя. Развязка между вх. U1 и вых. усилителя отсутствует. Для обеспечения развязки данного вида используют две структуры данного типа, при этом на входы управляемых источником тока подаются напряжения в противофазе и также в противофазе подаются на вх. U1, а вых. диффиренциальных усилителей включенных параллельно.
Вам также может быть полезна лекция "10.3. Метрология периода феодальной раздробленности".
Микросхемные перемножители осуществляют высокую степень развязки, за счет хорошей балансировки, малый уровень комбинационных составляющих. Проигрывает диодным по частотному диапазону.
ГЕТЕРОДИНЫ.
Требования: высокая стабильность частоты, малый уровень побочных колебаний, малый уровень собственных шумов.
Проанализируем влияние побочных компонентов в спектре гетеродина на избирательность приемника по побочным каналам приема.
Если помеха отстоит от побочного компонента спектра гетеродина на fпч, то происходит перенос помехи в полосу пропускания УПЧ – возникает дополнительный канал приема. Если в первом приближении считать коэффициент передачи смесителя прямо пропорциональным уровню колебаний гетеродина для обеспечения избирательности приемника на А дБ необходимо обеспечить подавление побочных компонентов в спектре гетеродина на величину больше чем А дБ. Следует отметить, что синтезаторы частот имеющие на много большую стабильность частоты, чем автотрансформаторы, проигрывают им в отношении частоты спектра.
+
