Схема преобразователей частоты. Триодный преобразователь частоты с общей сеткой. Транзисторные преобразователи частоты. Диодные преобразователи частоты, страница 2

Транзисторные преобразователи частоты аналогичны ламповым. Они могут быть как с совмещённым, так и с отдельным генератором. Во втором случае легче обеспечивать высокую стабильность при обеспечении оптимального режима работы смесителя. По схеме включения транзистора используют каскады с общей базой и общим эмиттером. Последние схемы включения используют чаще, т.к. позволяют получить больший коэффициент преобразования при относительно меньшей входной проводимости. Напряжение сигнала и гетеродина могут подаваться  как на один электрод,  так и на  разные. Предпочтение отдают подаче в цепь базы, а     в цепь эмиттера, что снижает взаимное влияние контуров преселектора и гетеродина. На схеме представлен смеситель на транзисторе  и гетеродин на  . Напряжение гетеродина  приложено к переходу Э-Б смесительного транзистора. Напряжение сигнала подаётся на базу с помощью автотрансформаторной связи с входным контуром. Представленная схема аналогична ламповым, но она имеет свои особенности. В связи с тем, что значение входной проводимости  велика  в транзисторных преобразователях надо учитывать процесс обратного преобразования, а с учёта её емкостного характера, изменяющийся под действием  имеет место дополнительное преобразование за счёт нелинейной ёмкости.

Характерной особенность транзисторных преобразователей наступление нелинейного режима работы при сравнительно малых напряжениях входного сигнала ( порядка 10 мВ).

Постоянные составляющие токов базы и коллектора и  за счет нелинейности  ВАХ существенно зависят от , возрастая с ростом напряжения. В то же время входная и выходная проводимости зависят от токов. Поэтому стремление увеличения коэффициента преобразования за счёт увеличения  может привести к значительному  шунтированию и расстройке входного и выходного контуров преобразователя и, как следствие, снижение общего усиления. В этой связи увеличение  свыше

 ( 0,2 ÷ 0,3)В нецелесообразно. В транзисторных преобразователях частоты собранных по схеме с заземлённым эмиттером обратное преобразование влияет меньше и в ряде случаев им можно пренебречь. Параметры  транзистора в режиме преобразования частоты можно оценить по параметрам режима усиления

                                                Рис.

.

При оценки шумовых свойств преобразовательных каскадов на транзисторах можно считать, что их коэффициент шума примерно в 2÷3 раза больше  усилителя на тех же транзисторах.

Диодные преобразователи частоты.

На длинах волн менее 30см нелинейным смесительным элементом преобразователей частоты служат полупроводниковые диоды. Используется большое разнообразие схем диодных преобразователей частоты с различными конструктивными особенностями. На волнах более 8см смесительные диоды используются совместно с коаксиальными длинными линиями, представляющие собой резонансные системы. На волнах короче 8см диоды размещаются в объёмных резонаторах, представляющих собой, как правило, систему прямоугольных волноводов. Однако, несмотря на разнообразие конструкций преобразователей частоты принцип их работы одинаков. По числу смесительных  диодов и способу их включения преобразователи делятся на простые (с одним диодом) и сложные.

                    Для всех простых диодных преобразователей частоты справедлива следующая упрощенная схема.  

                              Рис.

Последовательно со смесительным диодом включены контур частоты сигнала, нагрузка по промежуточной частоте и элемент связи с генератором. Таким образом,  последовательно к диоду подведены ,  и. Все составляющие тока смесителя протекают через входной контур, что свидетельствует об обратном преобразовании в диодном преобразователе частоты. В связи с тем, что крутизна ВАХ диода равна его внутренней проводимости  

внутренние параметры прямого и обратного преобразования равны между собой.

, а уравнение прямого и обратного преобразования примут вид.

На основание этих уравнений общая эквивалентная схема для диодного преобразователя частоты примет вид линейного симметричного четырёхполюсника, работающего на внешнюю нагрузку.

                              Рис.

Поскольку    , генератор тока   в этой схеме отсутствует, что делает четырёхполюсник пассивным с коэффициентом передачи меньше 1 (единицы). В связи с равенством внутренних параметров прямого и обратного преобразования определим параметры прямого преобразования. При линейно-ломаной аппроксимации

крутизна  преобразования и внутренняя проводимость представляют собой соответствующие коэффициенты ряда Фурье. В соответствии   функции S(t) и G (t), отражающие закон изменения крутизна и внутренней проводимости диода одинаковы и представляют собой периодическую последовательность прямоугольных импульсов с амплитудой S и длительностью, определяемой углом отсечки напряжения гетеродина.