Широкополосные диодные смесители

Рис. 1.61. Схемы и параметры двух простых балансных смесителей для сигналов среднего уровня мощности.

Следующими важными параметрами, характеризующими смеситель, являются: вносимое ^собственное) затухание А;¹⁾, собственные шумы F_M и ^взаимная развязка входов А,. При этом для кольцевых смесителей типичное значение A_s составляет 5,5-6,5 дБ, из них « 3 дБ приходится (согласно основному определению f_z = Гц + f_h) на нежелаемую и поэтому отфильтрованную компоненту. Значение F_M»0,5 дБ (при использовании диодов Шотки) вследствие малости может не приниматься во внимание или учитываться в величине aj. Величина А_х для сигнальных входов может достигать более 25 дБ, а развязка сигнальных и гетеродинного входов может превышать 45 дБ. На частотах выше 150 МГц наблюдается ухудшение качества смесителей. Значение КСВ (s) отчетливо зависит от мощности раскачки, особенно от мощности гетеродина

, pu-

Т1а рис. 1.61 представлены схемы и характеристики двух простых балансных сме­сителей, относящихся к классу смесителей среднего уровня мощности. В связи с их средними качественными показателями эти смесители используются преимущественно в модемах (модулятор/демодулятор). Таблица 1.13 позволяет сравнить свойства ба­лансных и двойных балансных смесителей.

Теперь поговорим о двойных балансных смесителях, которые применяются в вы­сококачественных приемных и передающих устройствах, а также в измерительной технике.

В связи с относительно высокими требованиями, предъявляемыми к динамическому диапазону, будем рассматривать только схемы, относящиеся к среднему уровню мощности. Эти схемы, как изображено на рис. 1.62, включают в себя два сим­метрирующих трансформатора согласующего типа с Z_u 1:|2:2| (см. рис. 1.5), диодный кольцевой смеситель на основе диодов Шотки и симметрирующую^ емкость С_с, которая улучшает развязку между входами А_х. Для Рд = +13 дБм величина 1Р_!3 составляет + 120-221 дБм, а точка компрессии по входу КР; == + 17-91 дБм.

Смесители высокого уровня мощности отличаются от рассмотренного устройства только тем, что каждое плечо смесительного кольца образовано .не одним, а двумя последовательно включенными диодами Шотки, что показано °на рисТ 1.63. При рп = + 17 дБм удается получить IP_i3 як + 125-271 дБм и КР, « + 113-151 дБм.

Смесители очень высокого уровня мощности отличаются от описанных смесителей среднего уровня тем, что каждый диод в кольце включается последовательно с цепью из параллельно соединенных резистора R и конденсатора С, как следует из рис. 1.64. Реактивное сопротивление конденсатора С_г должно составлять ^ 50 Ом на самой низкой частоте рабочего диапазона %±4- Д^ля pu = + 20 дБм типичны значения 1Р₁₃ х х + | 30-33 | дБм и KPj х + 115-18 | дБм.

Что касается требований, предъявляемых к трансформаторам при проектировании, то мы будем ориентироваться на содержание разд. 1.1. Схему, приведенную на рис. 1.5, можно использовать для всех трех описанных выше смесителей любого класса мощ­ности. Частотная характеристика входа (частота f_x) начинается с 0 Гц, что позволяет передавать самые низкие частоты рабочего спектра; по обоим другим входам (при нескомпенсированных трансформаторах) ширина полосы рабочих частот достигает

Таблица 1.13. Сравнение качественных показателей балансного и двойного балансного диодных смесителей *

Рис. 1.62. Схема и параметры кольцевого смесителя для сигналов среднего уровня мощности.

Рис. 1.63. Схема и параметры кольцевого смесителя гтля сигнядор высокого уровня мощности.

Рис. 1.64. Схема и параметры кольцевого смесителя для сигналов сверхвысокого уровня мощности.

Таблица 1.14. Пример параметров элементов кольцевых смесителей, приведенных на рис. 1.62-1.64, и их зависимость от частоты

Рис. 1.65. Схема и параметры кольцевого смесителя с увеличенным динамическим диапазоном для сигналов сверхвысокого уровня мощности.