АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Небалансные смесители

Читайте также:
  1. Балансные смесители
  2. Смесители диапазона СВЧ

 

Небалансный (однотактный) смеситель(НбС) в простейшем случае состоит из направленного ответвителя (НО) в качестве сумматора (схемы сложения) колебаний СВЧ и однополупериодного выпрямителя (перемножителя) на смесительном диоде. На выходе смесителя может быть включен полосовой фильтр ПЧ. Колебания сигнала uc(t) =Uccos(wct : + фс) и гетеродина uг(t) = Uг cos(wгt+φг) в схеме сложения образуют биения и (t)= uг(t)+uc(t) сложной формы, подаваемые на диод, ВАХ которого можно аппроксимировать степенным рядом

i = alu+a2u2 + а3 и3 + а4 и4 +... (9.7)

В спектре тока диода имеется постоянная составляющая I0, гармоники гетеродина и сигнала, а также многочисленные комбинационные составляющие с частотами |±mwc±nwг|, где m и n - целые числа.

При выполнении условия Uс<<Uг≈1В смеситель осуществляет линейное преобразование спектра. На выходе смесителя фильтр выделяет основной продукт преобразования — разностную(промежуточную) частоту w пч=wc—wг (или wпч= (wг-wc), которая должна быть достаточно высокой для обеспечения хорошего ослабления зеркального канала и уменьшения коэффициента шума.


Рис.9.12. Спектр колебаний смесителя частоты

 

Кроме разностной частоты (рис. 9.12), в резистивных смеси­телях примерно такую же амплитуду будут иметь колебания суммарной частоты (СЧ) w=wc+wг. Колебания зеркальной частоты (ЗЧ) wз=2wг-wс немного меньше по амплитуде, так как вторая гармоника гетеродина, возникающая в смесителе, по крайней мере в 2 раза меньше по амплитуде первой. Колебания СЧ и ЗЧ отражаются от диода в сторону входа. Поскольку они несут более половины энергии сигнала, то при их поглощении в согласованном СВЧ тракте, например в вентиле (рис. 9.13,а), потери преобразования Lпрб=101gPc/Pпч будут более 6 дБ. Такие НбС называют согласованными по ЗЧ. Если учесть еще потери на активном сопротивлении диода и просачивание сигнала в тракт гетеродина, то суммарные потери могут достигать 8... 10 дБ. Благодаря отсутствию отражения АЧХ согласованного по ЗЧ НбС равномерна в широкой полосе частот, а ФЧХ — линейна.

Очевидно, если отразить от входа к диоду возникающие в НбС колебания ЗЧ в соответствующей фазе, поместив, например, входной фильтр на таком расстоянии l1 от диода (рис.9.13б), при котором продукты вторичного преобразования wг-wз=wпч синфазны продуктам основного преобразования wпч=wc-wг, то в результате можно получить приращение мощности ПЧ на 1...2 дБ. Такое устройство называется смесителем с отражением, использованием, восстановлением или регенерацией энергии ЗЧ.

 
 

На рис. 9.13в показана схема НбС с использованием энергии колебаний ЗЧ и СЧ, имеющая еще меньшие Lnpб. ФНЧ пропускает колебания wг, wс и wз, но отражает колебания w, которые в результате преобразования 2wг - w= wпч (рис.5.15) и при соответствующем подборе расстояния l 2 складываются в фазе с основными колебаниями wпч. Входной фильтр отражает к диоду колебания ЗЧ, а их фазирование осуществляется подбором рас­стояния l1.

 

 

Рис. 9.13. Схемы и спектры основных частот однотактных смесителей частоты:

а – согласованного по входу; б – с отражением колебаний зеркальной частоты; в – с отражением колебаний зеркальной и суммарной частот

 

Поскольку оптимальные фазовые соотношения сохраняются в ограниченной полосе частот, НбС с отражением ЗЧ и СЧ оказываются узкополосными, их АЧХ и ФЧХ неравномерны.

Не следует смешивать понятия зеркальной частоты wз, возникающей в смесителе в результате преобразования 2wг-wс = wз, с понятием.равной ей по значению частоты зеркального канала wзк, которая может быть принята из эфира как помеха в результате преобразования wг-wзк=wпч, если входной фильтр имеет недостаточную избирательность (см. рис. 9.12). Приведенные на рис. 9.13,6 и 9.13,в НбС обеспечивают также подавление помехи зеркального канала за счет отражения ее от входного фильтра в сторону антенны.

Рассмотренные выше схемы называют НбС с верхней боковой полосой, так как они принимают полосу частот сигнала, расположенную выше частоты гетеродина. Если wг>wс — это сме­ситель с нижней боковой полосой wпч=wг-wс, для него ЗЧ и частота зеркального канала расположены выше частоты гетеро­дина: wз=2wг-wc; wзк=wг+wпч, причем wзк=wз.

 
 

Наличие тока одновременно свидетельствует о работо­способности гетеродина и исправности диода.

Главным недостатком НбС является преобразование амплитудных шумов гетеродина на ПЧ. Преобразование шумов гетеродина происходит как по основному, так и по зеркальному каналу приема. Это приводит к значительному увеличению Кш НбС, особенно при низких ПЧ или приеме сигна­лов в высокочастотной части диапазона СВЧ, где шумы соответ­ствующих гетеродинов возрастают. Поэтому НбС имеют Кш 10...15 дБ. Снижения Кш резистивных смесителей на 5...6 дБ можно добиться их охлаждением, например, до температуры жидко­го азота (77 К), однако это связано с большими неудобствами в эксплуатации

Рис. 9.14. Параметры смесительных диодов: а – точечно-контактного; б - ДБШ

 

К другим недостаткам НбС необходимо отнести высокий уро­вень интермодуляционных шумов и заметные нелинейные иска­жения сигнала, что ограничивает его динамический диапазон.

 

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)