В диодном преобразователе на вход нелинейного элемента, в качестве которого выступает диод, одновременно подаются два сигнала — напряжение входного принимаемого сигнала и напряжение гетеродина. В общем случае на этот же диод может быть подано напряжение смещения E0, которое обеспечит необходимый уровень отсечки сигнала гетеродина. Один из вариантов принципиальной схемы диодного смесителя сигналов с возможностью задания тока смещения через смесительный диод, приведен на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема диодного смесителя
При коротком замыкании на выходе схемы ток через диод будет полностью определяться его статической вольтамперной характеристикой:
Вольтамперная характеристика частотно-преобразующих диодов аппроксимируется функцией
где I0 — ток насыщения обратно смещенного p-n-перехода диода;
rб — сопротивление базы диода;
g — коэффициент, равный у большинства диодов 20—40 В–1
Напряжение на входе диодного преобразователя определяется суммой входного сигнала, сигнала гетеродина и напряжения смещения.
Напряжение на входе диодного преобразователя, вольтамперная характеристика диода, и ток на его выходе приведены на рисунке 2.
Рисунок 2. Форма напряжения и тока гетеродина в диодном преобразователе частоты
Как видно из этого рисунка, ток на выходе будет в основном зависеть от напряжения гетеродина, поэтому в спектре выходного сигнала естественно будет присутствовать составляющая этого сигнала. Кроме того, ток в схеме зависит и от полезного сигнала, а это значит, что в спектре выходного сигнала будет присутствовать и эта компонента. Избавиться от лишних компонент спектра в выходном сигнале можно только при помощи полосового фильтра. Спектр тока на выходе диодного преобразователя и характеристика фильтра
Рисунок 3. Спектр сигнала на выходе диодного смесителя
Как видно из рисунка 2, форма тока, а, следовательно, и напряжения на выходе преобразователя не совпадают. Это означает, что на выходе преобразователя образуются гармоники сигнала гетеродина. Уровень гармоник сигнала гетеродина существенно зависит от угла отсечки синусоидального колебания, который в свою очередь зависит от напряжения смещения Eсм и от амплитуды напряжения гетеродина Umг.
. График зависимости значения
коэффициента преобразования диодного смесителя от уровня сигнала гетеродина
и сопротивления источника сигнала и нагрузки, приведен на рисунке 4.
