- simplu (un NE);
- echilibrat (două NE);
2. TIPURI DE SCHEME DE CONVERTER FREQUENCY1
Un număr mare de scheme diferite de convertoare de frecvență sunt cunoscute, fiecare dintre acestea putând fi selectate în funcție de cerințele pentru proiectarea receptorului radio.
Cerințele generale pentru convertoarele de frecvență sunt: eventual un raport de transmisie mai mare în conversie; Nivelul minim de zgomot introdus de convertor în calea receptorului; stabilitatea ridicată a oscilatorului local; scurgeri minime ale energiei heterodiene în antenă.
Ca elemente de amestec de convertoare de frecvență în receptoarele moderne kilometru, hectometri, decimetru și metru (CGD și M) valuri utilizate dispozitive electronice cu rezistive și conducție neliniare reactivă. Primul grup de dispozitive include tranzistori (bipolari și câmpuri) și diverse diode de înaltă frecvență care operează pe o ramificație directă a caracteristicilor de tensiune curentă, iar la a doua - diode parametrice. În acest din urmă caz, se folosește caracteristica volt-farad.
tranzistoare bipolare invertor poate fi realizată pe un tranzistor, adică combinat cu oscilatorul local și doi tranzistori, în care unul funcționează ca un mixer și alte - .. oscilator. În cazul oscilator stand-alone este mai ușor de a găsi condițiile optime de funcționare a mixer și oscilatorul local, care determină utilizarea unor transformatoare cu oscilator local separat în receptoarele de înaltă clasă.
Cele mai frecvente circuite convertor de frecvență pentru tranzistoare bipolare sunt circuite în care un semnal recepționat este alimentat în circuitul de bază, adică. E. Când semnalul de tensiune al circuitului mixer este un circuit cu un emițător comun.
În acest caz, precum și schemele de armare, se obține un factor de transfer mai mare al convertorului.
Tensiunea oscilatorului local poate fi furnizată atât circuitului de bază (mixerul funcționează cu un emițător comun în raport cu această tensiune), cât și circuitului emițătorului, care corespunde schemei cu o bază comună. Când tensiunea heterodyne este aplicată circuitului de bază, este necesară o putere mai mică, alte lucruri fiind egale, deoarece impedanța de intrare a circuitului emițătorului comun este mai mare decât cea a circuitului comun de bază. Cu toate acestea, în primul caz, relația dintre bucla de intrare a convertorului (semnal) și circuitul oscilatorului local crește. Se știe că o astfel de relație agravează stabilitatea operației LO, face dificilă ajustarea contururilor atunci când sunt conjugate, mărește scurgerea energiei LO în antenă. Când tensiunea oscilatorului local este aplicată circuitului de bază, legătura dintre oscilatorul local și mixer trebuie făcută printr-un condensator cu o capacitate foarte mică.
Atunci când o tensiune heterodyne este aplicată la circuitul emițătorului, nu este necesară conectarea directă a contururilor oscilatorului local și a semnalului între ele. Cu toate acestea, între aceste circuite, există o cuplare parazită datorită capacității Se în tranzistorul de amestecare. Un alt dezavantaj al circuitului este influența rezistenței interne a tranzistorului mixerului asupra frecvenței oscilatorului local. Acesta din urmă este deosebit de nedorit atunci când reglați câștigul mixerului cu sistemul AGC. În plus, într-o astfel de schemă, creșterea frecvenței de operare mărește feedback-ul negativ asupra curentului de semnal, ceea ce reduce coeficientul de transmisie al fazei convertizorului. Inconvenientele listate ale circuitului cresc cu frecvența de funcționare în creștere.
Atunci când se utilizează orice schemă a convertorului de frecvență, se poate obține o scădere a influenței reciproce a setărilor circuitelor heterodyne și de semnal prin: creșterea frecvenței intermediare, adică creșterea diferenței în frecvențele oscilatorului local și al semnalului; trecerea la utilizarea unor armonici mai mari ale frecvenței oscilatorului local; introducerea unei cascade tampon între mixerul heterodyne. Acesta din urmă este util în special atunci când lucrează la armonici, atunci când etapa tampon este folosită în modul de multiplicare.
Trebuie menționat faptul că la prima etapă de dezvoltare a tranzistorului, tranzistorii bipolari au fost utilizați pe scară largă ca mixere. Cu toate acestea, ele au o caracteristică de tensiune curentă, departe de cea ideală (patratică) și sunt înlocuite cu tranzistoare cu efect de câmp.
Eficiența tranzistorilor cu efect de câmp are o caracteristică de tensiune curentă aproape de o curbă patratică, astfel încât panta caracteristicilor acestora variază în funcție de tensiunea de poartă conform unei legi apropiate de liniar. Dependența liniară a abrupței tranzistorului cu efect de câmp face posibilă reducerea distorsiunilor neliniare ale semnalului recepționat. După cum arată studiile, tranzistorii cu efect de câmp oferă un factor de modulare încrucișat cu 50 dB mai mic decât cu tranzistoare bipolare. În plus, tranzistorii cu efect de câmp oferă un factor de zgomot mai mic. Rezistența lor la intrare este mult mai mare decât cea a celor bipolare.
Dacă sunt utilizate ca mixere tranzistoare cu efect de câmp, ele lucrează de obicei cu o heterodiană separată. Tensiunea semnalului este, de regulă, alimentată la poartă, iar tensiunea oscilatorului local poate fi aplicată atât porții, cât și sursei. Efectul metodelor de alimentare cu tensiune în heterodyne este același ca și în cazul convertizoarelor pe tranzistoare bipolare.
Figura 3. Schemele convertorului: a - cu un mixer pe un câmp MOSFET; b - cu un mixer cu poarta dubla; - cu un mixer pe două tranzistoare cu efect de câmp; Dl două tranzistoare într-o altă versiune
Figura 3, a arată circuitul unui convertor cu un mixer pe un MOSFET. Tensiunea oscilatorului local este alimentată la circuitul sursă al mixerului tranzistor. O altă schemă (figura 3, b) cu un mixer cu două duze. Aici, tensiunile oscilatorului local și semnalul sunt aplicate diferitelor porți. Aceasta realizează o bună izolare a oscilatorului local și a buclelor de semnal și necesită, de asemenea, o amplitudine mai mică a oscilatorului local decât în circuitul tranzistorului MOS convențional. O slabă și mai mare legătură între aceste circuite este asigurată de circuitele din figurile 3, c și d. După cum se poate vedea din diagrame, tranzistorii cu efect de câmp sunt conectați în serie. Schimbarea abrupței tensiunii pe poarta tranzistorului de intrare se obține prin schimbarea conductivității circuitului sursei de scurgere a tranzistorului adițional atunci când se aplică o tensiune heterodynă.
Pentru a spori eficacitatea supresiei canalelor de recepție laterale precum și pentru a reduce radiația oscilator local prin circuitul de antenă în acest interval de lungimi de undă poate fi aplicată cu amestecătoare diode rezistiv provodimostyyu - echilibrat, și inelul punte.
Figura 4. Schemele convertorului pe diode: a - echilibrat; b - echilibru într-o altă versiune; in - ring
Figura 4, a prezintă o diagramă simplificată a unui convertizor de frecvență diodă echilibrat. Într-un circuit bine echilibrat al unui convertizor echilibrat, ieșirea și intrarea acestuia formează componentele spectrului de frecvență C. # 969; g C. 3 # 969; C. 5 # 969; C, ..., în timp ce într-un convertor simplu, în plus, 0, # 969; g. 2 # 969; 4 # 969; 6 # 969; g .... Lipsa unui constituent G în spectrul unui convertor de frecvență echilibrat reduce radiația oscilatorului local prin antena și zgomotul în calea receptorului. O altă schemă a unui convertizor de frecvență echilibrat este prezentată în figura 4, b. Proprietățile sale electrice nu diferă de cea anterioară.
Diagrama convertorului de inel este prezentată în figura 4, c. Spectrul convertorului de inele nu are aceleași componente ca în convertizorul echilibrat și, în plus, componenta cu frecvență C.
Deoarece pot fi utilizate diode în convertoare de frecvență cu diode complexe, punct, microalloy, diode tunel cu conductivitate rezistivă, precum și diode mai moderne, numite diode Schottky.
Acestea din urmă oferă o cifră de zgomot mai mică a traductorului decât punctul și o gamă dinamică mai mare a mixerului.
Figura 5 prezintă un circuit de mixer utilizând diode Schottky.