Балансні змішувачі

У розглянутого раніше діодного перетворювача частоти на виході присутні як продукти перетворення, а й сигнал гетеродина. У ідеального перемножувача на виході повинно бути цієї компоненти у вихідному спектрі сигналу. Для того, щоб прибрати цю складову вихідного сигналу, зазвичай застосовують двотактну схему, звану балансним змішувачем. Схема діодного балансного змішувача наведено малюнку 1.

Малюнок 1. Схема діодного балансного змішувача.

У цій схемі струми, викликані гетеродином (Iг), течуть по обмотках вхідного та вихідного трансформаторів у протилежних напрямках, тому компенсують один одного на вході та виході схеми змішувача. В результаті вихідний струм, спричинений напругою гетеродина, значно зменшується. Так само струм гетеродина компенсується і у вхідний ланцюга змішувача. Разом із струмом гетеродина у вихідному сигналі балансного змішувача одночасно пригнічуються всі його непарні гармоніки.

На жаль, повністю компенсувати струм гетеродина на виході балансного змішувача не вдається через неточність амплітуди коливання гетеродина в кожному з плечей змішувача. Крім того, ці струми трохи відрізняються за фазою, але ослаблення його рівня на 40 дБ дозволяє значно покращити характеристики перетворювача частоти та наблизити їх до характеристик ідеального помножувача сигналів.

На малюнку 2 наведено сімейство графіків, що дозволяють оцінити глибину придушення сигналу гетеродина залежно від розбалансування плечей балансного змішувача за амплітудою та фазою.

Малюнок 2 Сімейство залежностей придушення сигналу гетеродина від розбалансування плечей балансного змішувача по амплітуді та фазі

Спектр сигналу на виході балансного діодного змішувача наведеномалюнку 3.

Малюнок 3 Спектр сигналу на виході діодного балансного змішувача

У схемі діодного балансного перетворювача частоти, наведеної малюнку 1, присутні два трансформатора з відведенням від середньої точки. Такі трансформатори важко виготовляти конструктивно, тому в ряді випадків застосовується схема балансного перетворювача частоти, в якому на виході застосовується звичайний трансформатор, який просто наводить вихідний опір частоти перетворювача до стандартного значення 50 Ом. Подібна схема балансного змішувача частоти наведена малюнку 4.

Малюнок 4 Схема діодного балансного змішувача з одним трансформатором з відведенням

У цій схемі струм гетеродина замикається в кільці балансного змішувача і практично не відгалужується ланцюг навантаження. По входу та виходу дана схема несиметрична, а трансформатори дозволяють наводити стандартні опори джерела сигналу та навантаження (рівні 50 Ом) до опору діодного перетворювача, при якому досягається максимальний коефіцієнт передачі.

В даний час змішувачі найчастіше виконуються у вигляді готових інтегральних мікросхем. Таке рішення дозволяє обійтись мінімумом зовнішніх навісних елементів. Найкращі якісні параметри мікросхеми виходять при використанні полікорової підкладки, на якій монтуються безкорпусні або елементи, призначені для поверхневого монтажу (smd-елементи). На малюнку 5 наведено фотографію мікросхеми-змішувача з віддаленою кришкою.

Малюнок 5. Конструктивне виконання балансного змішувача на польових транзисторах.

"Проектування радіоприймальних пристроїв" за ред. А.П. Сіверс - М.: "Вища школа" 1976 стор 6
Палшков В.В. "Радіоприймальні пристрої" - М.: "Радіота зв'язок" 1984 стор. 32
Ключовий діодний змішувач гетеродинного приймача
Широкосмугові діодні змішувачі

Разом зі статтею "Балансні змішувачі" читають:

Параметри змішувача Реальні змішувачі складні для аналізу, тому їх експлуатаційні характеристики визначаються безліччю параметрів. http://digteh.ru/WLL/ParSmes.php

Принцип роботи змішувача. Зазвичай операція множення двох аналогових сигналів здійснюється за рахунок вольтамперної характеристики нелінійного елемента. http://digteh.ru/WLL/Smes.php

Діодний змішувач У діодному перетворювачі на вхід нелінійного елемента, в якості якого виступає діод, одночасно подаються два сигнали. http://digteh.ru/WLL/DiodSmes.php

Зменшити рівень радіосигналу на виході перетворювача частоти дозволяє схема кільцевого змішувача. http://digteh.ru/WLL/KolSmes.php

Змішувачі з придушенням дзеркального каналу У ряді випадків у супергетеродинному приймачі дуже важко забезпечити задоволення вимог щодо придушення частоти дзеркального каналу та сусіднього каналу одночасно. http://digteh.ru/WLL/kvSmes.php