Дата последнего обновления файла 4.01.2011

Балансные смесители

У рассмотренного ранее диодного преобразователя частоты на выходе присутствуют не только продукты преобразования, но и сигнал гетеродина. У идеального перемножителя на выходе не должно быть этой компоненты в выходном спектре сигнала. Для того чтобы убрать эту составляющую выходного сигнала обычно применяют двухтактную схему, называемую балансным смесителем. Схема диодного балансного смесителя приведена на рисунке 1.

 Схема диодного балансного смесителя
Рисунок 1. Схема диодного балансного смесителя.

В этой схеме токи, вызванные гетеродином (Iг), текут по обмоткам входного и выходного трансформаторов в противоположных направлениях, поэтому компенсируют друг друга на входе и выходе схемы смесителя. В результате выходной ток, вызванный напряжением гетеродина, значительно уменьшается. Точно таким же образом ток гетеродина компенсируется и во входной цепи смесителя. Вместе с током гетеродина в выходном сигнале балансного смесителя одновременно подавляются все его нечетные гармоники.

К сожалению, полностью скомпенсировать ток гетеродина на выходе балансного смесителя не удается из-за неточности амплитуды колебания гетеродина в каждом из плеч диодного смесителя. Кроме того, эти токи немного отличаются по фазе, но ослабление его уровня на 40 дБ позволяет значительно улучшить характеристики преобразователя частоты и приблизить их к характеристикам идеального умножителя сигналов.

На рисунке 2 приведено семейство графиков, позволяющих оценить глубину подавления сигнала гетеродина в зависимости от разбалансировки плеч балансного смесителя по амплитуде и фазе.

Подавление сигнала гетеродина
Рисунок 2 Семейство зависимостей подавления сигнала гетеродина от разбалансировки плеч балансного смесителя по амплитуде и фазе

Спектр сигнала на выходе диодного балансного смесителя приведен на рисунке 3.

Спектр сигнала на выходе диодного балансного смесителя
Рисунок 3 Спектр сигнала на выходе диодного балансного смесителя

В схеме диодного балансного преобразователя частоты, приведенной на рисунке 1, присутствуют два трансформатора с отводом от средней точки. Такие трансформаторы трудно изготавливать конструктивно, поэтому в ряде случаев применяется схема балансного преобразователя частоты, в котором на выходе применяется обычный трансформатор, который просто приводит выходное сопротивление преобразователя частоты к стандартному значению 50 Ом. Подобная схема балансного смесителя частоты приведена на рисунке 4.

Схема диодного балансного смесителя
Рисунок 4 Схема диодного балансного смесителя с одним трансформатором с отводом

В данной схеме ток гетеродина замыкается в кольце балансного смесителя и практически не ответвляется в цепь нагрузки. По входу и выходу данная схема несимметрична, а трансформаторы позволяют приводить стандартные сопротивления источника сигнала и нагрузки (равные 50 Ом) к сопротивлению диодного преобразователя, при котором достигается максимальный коэффициент передачи.

В настоящее время смесители чаще всего выполняются в виде готовых интегральных микросхем. Такое решение позволяет обойтись минимумом внешних навесных элементов. Наилучшие качественные параметры микросхемы получаются при использовании поликоровой подложки, на которой монтируются бескорпусные элементы или элементы, предназначенные для поверхностного монтажа (smd-элементы). На рисунке 5 приведена фотография микросхемы-смесителя с удаленной крышкой.

Конструктивное исполнение балансного смесителя на полевых транзисторах
Рисунок 5. Конструктивное исполнение балансного смесителя на полевых транзисторах.

Литература:

  1. "Проектирование радиоприемных устройств" под ред. А.П. Сиверса - М.: "Высшая школа" 1976 стр. 6
  2. Палшков В.В. "Радиоприемные устройства" - М.: "Радио и связь" 1984 стр. 32
  3. Ключевой диодный смеситель гетеродинного приемника
  4. Широкополосные диодные смесители

Вместе со статьей "Балансные смесители" читают:

Параметры смесителя Реальные смесители сложны для анализа, и поэтому их эксплуатационные характеристики определяются множеством параметров...
http://digteh.ru/WLL/ParSmes.php

Принцип работы смесителя Обычно операция умножения двух аналоговых сигналов осуществляется за счет вольтамперной характеристики нелинейного элемента...
http://digteh.ru/WLL/Smes.php

Диодный смеситель В диодном преобразователе на вход нелинейного элемента, в качестве которого выступает диод, одновременно подаются два сигнала...
http://digteh.ru/WLL/DiodSmes.php

Кольцевые смесители Уменьшить уровень радиосигнала на выходе преобразователя частоты позволяет схема кольцевого смесителя...
http://digteh.ru/WLL/KolSmes.php

Смесители с подавлением зеркального канала В ряде случаев в супергетеродинном приемнике очень трудно обеспечить удовлетворение требований по подавлению частоты зеркального канала и соседнего канала одновременно...
http://digteh.ru/WLL/kvSmes.php


Автор Микушин А. В. All rights reserved. 2001 ... 2017

Предыдущие версии сайта:
http://neic.nsk.su/~mavr
http://digital.sibsutis.ru/

Поиск по сайту сервисом Яндекс

Поиск по сайту сервисом ГУГЛ

пЕИРХМЦ@Mail.ru


Rambler's Top100