Har qanday radio qabul qiluvchida HF dan IF ga va IF dan LF ga signal konvertorlari mavjud (bir nechta oraliq chastotalar bo'lishi mumkin). PPPda faqat bitta shunday konvertor mavjud, HF dan to'g'ridan-to'g'ri LF ga. Ular chaqiriladi mikserlar va antenna va DFT dan keyin darhol joylashgan, yoki undan keyin - UHF, UHF dan keyin, shunday qilib "ulanish", qabul qiluvchining asosiy komponentlari VPA, OG bilan. Shuning uchun, butun qabul qiluvchining parametrlari ko'p jihatdan signalni konvertatsiya qilish samaradorligi va sifatiga bog'liq. Mikserlarning ikkita asosiy turi mavjud - passiv va faol. Birinchisi 1 dan kam daromadga ega, ikkinchisi esa birlikdan kattaroq signal kuchaytirilishini ta'minlaydi, ammo dinamik diapazonni saqlab qolish uchun daromad kattalashtirilmaydi, odatda kuchlanishning 10 barobaridan oshmaydi.

Har qanday mikser, ayniqsa, birinchi, uzatish koeffitsientiga qo'shimcha ravishda, past shovqin darajasiga ega bo'lishi kerak (sezuvchanlikni oshirish uchun). Xuddi shunday muhim ko'rsatkich ham kuchli tarmoqdan tashqari signallarni bostirish qobiliyatidir, buning natijasida asosiy signalning to'g'ridan-to'g'ri aniqlanishi va "tiqilib qolishi" mumkin.

Ushbu maqolada faol turdagi mikserlar ko'rib chiqilmaydi, chunki. bu alohida mavzu. Maqola passiv elementlarda - yarimo'tkazgichli diodlarda ishlab chiqarilgan passiv mikserlarga bag'ishlangan bo'lib, ular turli xil havaskor radio dizaynlarida eng ko'p qo'llaniladi. Dala tranzistorlariga asoslangan passiv mikser sxemalari, shu jumladan kalit rejimlarda ishlaydigan kuchli, shuningdek, har xil turdagi elektron kalitlarga (multipleksatorlar / demultipleksatorlar) mikser sxemalari ham keng tarqalgan. Biroq, bu alohida maqola uchun ham mavzu.

Avvalo, har xil turdagi muvozanatli mikserlar nosimmetrik sxemalar bo'lib, ularda ikkita signal (kirish RF va heterodin) aralashtiriladi. Radio sxemalarida er-xotin muvozanatli mikserlar keng qo'llaniladi. Ular nafaqat mahalliy osilator tebranishlariga, balki kirish signaliga nisbatan ham muvozanatlangan. Ushbu turdagi mikser mahalliy osilatorni ham, chiqishdagi kirish signallarini ham susaytiradi. Tabiiyki, ishlab chiqarish ham an'anaviy muvozanatli mikserlar bilan solishtirganda konvertatsiya qilinadigan qo'shimcha mahsulotlarning past darajasidir.

HF havaskor radio diapazonlarining chastotalarida (30 MGts gacha) an'anaviy yuqori chastotali silikon diodlar, masalan, KD503, KD509, KD514, KD521, KD522 va GD508 germaniy turlari ham juda yaxshi konversiya xususiyatlariga ega.

Ikki tomonlama muvozanatli mikserlarda Schottky diodlaridan foydalanish maqsadga muvofiqdir (masalan, KD922 turi). KD514 silikon diodlarini Schottky diodlari deb hisoblash juda keng tarqalgan xatodir. Bu Schottky diodlari emas, lekin ba'zi xususiyatlarga ko'ra ular ularga juda yaqin. Ba'zan bu xato eski mos yozuvlar adabiyotida uchraydi, chunki. texnologiyaga ko'ra, METAL-SEMICONDUCTOR kontaktiga ega bo'lgan diod, Schottky tuzilmasi bo'lgan diod deb atalgan (ushbu texnologiya muallifiga ko'ra). Uning ishlab chiqarish texnologiyasi p-n birikmasi bilan an'anaviy diod va Schottky to'sig'iga ega diod o'rtasidagi xochdir. Fizikaga ko'ra (texnologiya emas!) Silicon Schottky diodlari an'anaviy silikon diodlardan (boshqa texnologiyadan foydalangan holda) ancha past oldinga kuchlanishga ega. Bundan tashqari, teskari qarshilikning to'g'ridan-to'g'ri qarshilikka nisbatan katta nisbati va nol tarafkashlikdagi ahamiyatsiz sig'im. Schottky diodlari juda qisqa o'tish vaqtiga ega, bu ularni qo'llash chastota diapazonini (bir necha yuz gigagertsgacha) kengaytiradi.

KD514 kremniy, impulsli, epitaksial-planar, yuqori tezlikda, past qayta tiklanadigan diodlardan foydalanish (ularni shunday chaqirish to'g'ri!) Halqali diodli mikserlarni o'z ichiga olgan yuqori tezlikli kalitlarda shovqin ko'rsatkichini kamaytirish orqali sezgirlikni oshiradi. va shunday qilib, IF yo'lining daromadini (va natijada sezgirlikni) oshirish mumkin. Ba'zan amalda, KD514-ni quloqqa sezadigan tarzda o'rnatish, diodlarni tanlamasdan, KD503 va boshqa turdagi diodlar haqida gapirib bo'lmaydigan samara beradi.

Diyot mikseridagi yo'qotish odatda 6-10 dB ni tashkil qiladi. Bu ko'p emas, lekin ko'pchilik dizaynerlar kamroq yo'qotishni xohlashadi. Bu qabul qiluvchi pallasida faol mikserdan foydalanish zarurligini ko'rsatadi. Ammo passiv mikserli qabul qiluvchining dinamik diapazoni (DR) ko'pincha faol mikserli qabul qiluvchiga qaraganda kattaroqdir. Bundan tashqari, DD radio qabul qiluvchi kuchli qo'shni radiostansiyalar bilan ishlash uchun mo'ljallangan bo'lsa yoki havaskor radio tanlovlari sharoitida, umumiy havo chiqindilarida zaif stantsiyalar kuchli qo'shnilarga ulashganda kerak bo'ladi. Oddiy sharoitlarda bu deyarli hech qachon sodir bo'lmaydi. Shunday qilib, qabul qiluvchining dinamik diapazonining kattaligi biz uchun alohida tashvish tug'dirmasligi kerak.

Agar mikser qabul qiluvchining birinchi bosqichi bo'lsa va bu juda tez-tez sodir bo'lsa, qabul qiluvchining barcha asosiy xususiyatlari amalda mikserning sifatiga bog'liq. Mikserning shovqin darajasi muhim ahamiyatga ega. U qanchalik kichik bo'lsa, qabul qiluvchining erishish mumkin bo'lgan sezgirligi shunchalik yuqori bo'ladi. Yuqorida aytilganlardan ma'lum bo'ladiki, diodlar orasida p-n birikmasining to'g'ridan-to'g'ri ichki qarshiligi eng kichik bo'lganlarga ustunlik berish kerak. U qanchalik kichik bo'lsa, diod orqali bir xil oqimda diodada kamroq shovqin hosil bo'ladi. Mikserdan keyingi bosqich ham past shovqin ko'rsatkichiga ega bo'lishi kerakligini unutmang. Bu passiv mikserning afzalliklarini amalga oshirish uchun juda muhimdir.

1-rasmda oddiy muvozanatli mikser va diodlarda tayyorlangan halqali (ikki tomonlama muvozanatli) mikserning diagrammalari ko'rsatilgan.

Ushbu mikserlarda T1 va T2 balans transformatorlari qo'llaniladi, ular uchta simning buralishi bilan halqali ferrit yadrolariga o'ralgan.

Mikserni o'rnatishda maksimal sezgirlikka erishish uchun siz mahalliy osilator kuchlanishini tanlashingiz kerak. Kuchlanishning etarli emasligi uzatish koeffitsientini pasaytiradi va kirish empedansini oshiradi va ortiqcha kuchlanish mikserning shovqinini oshiradi. Ikkala holatda ham sezgirlik pasayadi. Optimal kuchlanish voltning fraktsiyalaridan 1-1,5 V gacha (tepalik qiymati) oralig'ida va diodning turiga bog'liq.

Orqa diodli (VPD) mikserlarda kuchlanish bir vaqtning o'zida birlashtiruvchi lasan orqali qo'llaniladi - kirish pallasida signal va mahalliy osilator kuchlanishi (2-rasm).

Mahalliy osilator kuchlanishi signal kuchlanishidan ancha yuqori. Silikon diodlarda bunday mikserning normal ishlashi uchun mahalliy osilator kuchlanishi 0,6-0,7 V (tepalik qiymati) bo'lishi kerak. Diyotlardan biri mahalliy osilator signalining musbat yarim to'lqinlarining cho'qqilarida, ikkinchisi esa salbiylarning cho'qqilarida ochiladi. Natijada, heterodin kuchlanish davrida parallel ulangan diodlarning qarshiligi ikki marta kamayadi. Demak, bu mikserning bunday afzalliklari to'g'ridan-to'g'ri oqimning yo'qligi (mikser signalni ham, mahalliy osilator kuchlanishini ham aniqlamaydi). Va mahalliy osilator chastotasi signal chastotasidan ikki baravar past tanlanadi, bu chastota barqarorligini yaxshilaydi va mikserning kirish davrlarida mahalliy osilatorni qabul qilishni sezilarli darajada kamaytiradi, chunki uning signalining nurlanishi an'anaviy mikserlarga qaraganda 30-60 dB past (chastotadagi signaldan ikki baravar past).

VPD mikserida taxminan 0,5 V kuchlanishli silikon diodlardan foydalanish yaxshidir - ular germaniyga qaraganda bir oz ko'proq shovqin immunitetini ta'minlaydi. Har qanday holatda, maksimal uzatish koeffitsienti bo'yicha optimal mahalliy osilator kuchlanishini tanlash talab qilinadi. Umuman olganda, barcha turdagi diodli mikserlar mikserning eng yaxshi parametrlarini olish uchun GPA kuchlanishini diqqat bilan tanlashni talab qiladi.

Mikserlarning ishlashi haqida ko'proq ma'lumot olish uchun V. T. Polyakov, G. Tyapichevning ishlariga murojaat qilishingizni tavsiya qilamiz, ularga havolalar maqolaning oxirida ko'rsatilgan.

Yuqoridagilarni sarhisob qiladigan bo'lsak, shuni ta'kidlash kerakki, diodli mikserlarning yuqoridagi diagrammalarida (diod turini to'g'ri tanlashdan tashqari) diodlarning o'zlarining ham simmetriyasi (bir xil xususiyatlar) yoki ularning qo'llari talab qilinadi ( halqa sxemalarida) va dizaynning simmetriyasi. Shunday qilib, mikser davrlarida diodlarning normal ishlashi uchun biz ularni to'g'ri tanlash va elektron plataga o'rnatish zarurati haqida gapirishimiz mumkin (diodlarga mikserlarni o'rnatish dizayni maqolaning oxirida muhokama qilinadi).

Diyotlarni tanlamasdan, ko'prikning zarur simmetriyasini ta'minlash qiyin, ayniqsa, hech qanday muvozanat elementlari ta'minlanmagan sxemalarda, 1 va 2-rasmlardagi sxemalarda bo'lgani kabi, heterodin kuchlanishining kerakli simmetriyasiga erishiladi. birlashtiruvchi lasan (yoki keng polosali transformatorlar) bir vaqtning o'zida ikkita boshqa o'ralgan simlar bilan o'ralganligi va ferrit halqasiga qat'iy simmetrik tarzda joylashtirilganligi. Ushbu oddiy qoidaga rioya qilmaslik, ba'zi radio havaskorlar zamonaviy turdagi diodlarni o'rnatishda, mikser dizaynini dastlabki tuzatish paytida ularni tanlamasliklariga olib keladi, chunki qolgan uy qurilishi elementlarning assimetriyasini kamaytiradi deb o'ylashadi. ularning tanlovidan nolga teng foyda. Tabiiyki, assimetriyaning sabablari nafaqat transformatorlarning o'zlari bilan bog'liq bo'lishi mumkin, shuning uchun ularni qayta tiklashga shoshilishni aniq tavsiya qilish kerak emas.

Malumot materiallari bo'yicha mikser uchun diodlarni tanlayotganda, ularning sig'imlari bir xil kuchlanishda bir xil (va iloji boricha kichikroq) bo'lishi kerakligini ta'kidlash kerak. Minimal va almashtirish vaqtini (tiklash) tanlash maqsadga muvofiqdir. V.T.Polyakov, RA3AAE uning asarlarida kam sig'imli (1 ... 3 pF dan ko'p bo'lmagan) va teskari qarshilikning eng qisqa tiklanish muddati (10 ... 30 ns dan ko'p bo'lmagan) bo'lgan diodlarga ustunlik berish kerakligini ko'rsatadi. Ushbu ma'lumotni ma'lumotnomalarda topish mumkin. VHF da ishlaganda talablar yanada ortadi.

Ko'pgina hollarda, eng yaxshi tanlov tanlangan xususiyatlarga ega bo'lgan tayyor diodli mikroto'plamlardan foydalanish bo'lishi mumkin. Misol uchun, tez-tez tavsiya etilgan KDS523A, B yoki yig'ilishga mos keladigan diodlar (KDS523VR). Biroq, bir qator hollarda, ushbu yig'ilishlarni hech bo'lmaganda eng oddiy usulda tekshirish kerak, chunki ulardagi ruxsat etilgan tarqalish 10% ga yetishi mumkin va bu mikserlarning ishlashiga salbiy ta'sir ko'rsatishi va muvozanatlashtiruvchi rezistorlarni qo'shishni talab qilishi mumkin. / yoki mikser pallasida sig'imlar, bu umuman foydasiz, chunki u mikserdagi yo'qotishlarni oshiradi. Va bu har doim ham istalmagan.

So'nggi paytlarda keng tarqalgan oldinga qarshilik bo'yicha diodlarni tanlash unchalik ahamiyatli emas, chunki ideal bo'lmagan transformator (yuqorida aytib o'tilganidek) hali ham ko'prikning yelkasida nomutanosiblikni keltirib chiqaradi. Albatta, agar o'rashlarning to'liq simmetriyasiga va ularning umumiy (murakkab) qarshiliklarning tengligiga ishonch bo'lsa, unda an'anaviy raqamli multimetr yordamida ("uzluksizlik" rejimida) oldinga qarshiliklarning katta og'ishlari bo'lgan diodlar rad etilishi mumkin. Ikkinchi sabab bor, bundan ham muhimroq. Gap shundaki, to'g'ridan-to'g'ri qarshiliklarning tengligi faqat mahalliy osilatorning bir xil amplitudasi bilan bir xil oqim diod orqali o'tadi. Ammo bu GPA dan yuqori kuchlanishlar uchun juda muhim, ammo amplitudasi ancha kichikroq va mikrovolt darajasida joylashgan kirish signallari uchun eng muhimi, diodlarning CVC ning past kuchlanish mintaqasida bir xilligi. , ya'ni. yuqori kuchlanish mintaqasida emas, balki CVC ning eng boshida.

Afsuski, maishiy diodlar, hatto bir xil turdagi to'plamdan ham, parametrlarning juda katta tarqalishiga ega, shuning uchun I-V xarakteristikasining bir nuqtasida qarshilik (oldinga kuchlanish) bo'yicha oddiy tanlov samarasizdir. Nima uchun bunday tanlov samarali emasligi haqidagi tushuntirish quyidagi rasmda keltirilgan. Darhaqiqat, diodlarning I-V xarakteristikasining tarqalishi juda katta bo'lishi mumkin, ammo tasodifiy tasodif tufayli o'lchash nuqtasida diodlarning ichki qarshiligi juda yuqori aniqlik bilan bir xil bo'ladi. Aslida, bu juda tez-tez mumkin. Biroq, bu faqat diodlarning I-V xarakteristikalari identifikatorining ko'rinishi. 2 ball tanlash aniqroq. Ammo bunday tanlov ham dinamik emas, balki statik xususiyatlarning mos kelishini tekshirishdir.

Shuning uchun ko'pincha import qilinganlardan foydalanish tavsiya etiladi - bir xil 1N4148 (KD522 ga o'xshash). Ular sezilarli darajada kichikroq tarqalishga ega, bu tanlovsiz ham mikserning yaxshi ishlashini kafolatlaydi. Raqamli multimetr (uzluksizlik rejimida) bilan CVC ning bir nuqtasida tanlov qilish juda oddiy bo'lsa-da. Shuni ta'kidlash kerakki, tanlov uchun ushbu sxemada (va boshqalarda ham!) Diodlar timsoh kliplari yoki shunga o'xshashlar bilan ulanishi kerak, lekin hech qanday holatda lehim bilan. Qisqichlar bilan ulangandan so'ng ham, siz biroz kutishingiz kerak - diodlarni qo'lda isitish o'lchov natijalarini o'zgartiradi (lehimlash haqida gapirmaslik kerak). Va ular xona haroratiga kelishlari kerak ...

Diyotlarni eng oddiy kontaktlarning zanglashiga olib, "oldinga kuchlanish" ga ko'ra tanlash mumkin: kamida 10 V kuchlanishli barqaror manbadan rezistor orqali diod orqali to'g'ridan-to'g'ri oqim o'rnatiladi (masalan, 1 mA). Va ular kuchlanishning pasayishini yuqori kirish qarshiligi bo'lgan har qanday voltmetr bilan o'lchaydilar (VK7-9 trubkasi yoki har qanday raqamli, qaysi biri yaxshiroq). Eng yaqin o'lchangan kuchlanish qiymatlariga ega bo'lgan diodlar tanlanadi. Ikki nuqtani sinab ko'rishingiz mumkin, masalan, 1 mA va 0,1 mA oqimlarni o'rnatish orqali.

Ring muvozanatli mikser diodlarini tanlash uchun tavsiya etilgan umumiy texnika va tavsiflangan B.Stepanov, RU3AX. Oldinga yo'nalishda diodlarning joriy kuchlanish xususiyatlarini taqqoslaydi. Yarimo'tkazgichli diod chiziqli bo'lmagan element bo'lganligi sababli, uning to'g'ridan-to'g'ri qarshiligini ohmmetr bilan o'lchash bunday taqqoslashga imkon bermaydi. Bu diodning oqim kuchlanishining xarakteristikasining bir nechta (kamida ikkita) nuqtasida amalga oshirilishi kerak, dioddagi kuchlanishning pasayishini belgilangan to'g'ridan-to'g'ri oqim qiymatlarida o'lchash. Diyotlarni tanlash imkonini beruvchi eng oddiy qurilmaning diagrammasi rasmda ko'rsatilgan.

Diyotlarni tanlash uchun barqarorlashtirilgan oqimning aniq qiymatlari muhim emas - barcha diodlar bir xil oqim qiymatlarida taqqoslanadi. Faqatgina bu qiymatlar taxminan o'n baravar farq qilishi kerak ... Ushbu qurilmani yig'ish va ishlatish tafsilotlari berilgan .

Chastotani o'zgartirish qurilmalari chiqishdagi signalning chastotasi uning kirish chastotasiga teng bo'lmagan har qanday sxemani o'z ichiga oladi. Signal chastotasini o'zgartirish uchun bunday qurilmalar turli xil chiziqli bo'lmagan elementlardan foydalanadi. Ko'pincha bu elementlar sifatida har xil turdagi yarimo'tkazgichli diodlar ishlaydi. Diyotlardan foydalanish, ayniqsa, konvertorlarning shovqin parametrlari va sezgirlik parametrlariga yuqori talablar qo'yiladigan kichik signalli davrlarda mashhurdir. Diodli chastotali konvertorlar, birinchi navbatda, mikserlarni, shuningdek, turli chastotali ko'paytirgichlar va bo'linuvchilarni va ba'zi turdagi autodin konvertorlarini o'z ichiga oladi. Eng keng tarqalgan mikserlar va chastota ko'paytirgichlari bo'lib, ular quyida muhokama qilinadi.

Musluklar- bu kirishda ikkita signalga ega bo'lib, chiqishda kirish signallarining chastotalariga qat'iy bog'liq bo'lgan (odatda yig'indisi yoki farqiga teng) chastotali signal hosil qiluvchi chastotani o'zgartirish moslamalari.

Mikserning ishlashi chiziqli bo'lmagan (konvertatsiya qiluvchi) elementdagi ikkita tebranishning o'zaro modulyatsiyasiga asoslangan. Agar chiziqli bo'lmagan elementning to'g'ridan-to'g'ri uzatish xarakteristikasi kvadratik bo'lsa (\(I = b U^2\) tenglama bilan tavsiflanadi), u holda chastotalar \(\omega_1\), \(\omega_2\) va amplitudalar \ bilan ikkita tebranish sodir bo'lganda. (U_1) chiziqli bo'lmagan elementga qo'llaniladi \), \ (U_2 \) u orqali oqim quyidagilarga teng bo'ladi:

\(b (\left(U_1 \sin(\left(\omega_1 t \o'ng)) + U_2 \sin( \left(\omega_2 t \o'ng) ) \o'ng))^2 = \cfrac(b)(2 ) \left(U_1^2 + U_2^2 \o'ng) - \cfrac(b U_1^2)(2) \cos( \left(2 \omega_1 t \o'ng)) - \)

\(- \cfrac(b U_2^2)(2) \cos( \left(2 \omega_2 t \o'ng)) + b U_1 U_2 \cos( \left(\left(\omega_1 - \omega_2 \o'ng)) t \o'ng) ) - b U_1 U_2 \cos( \left(\left(\omega_1 + \omega_2 \o'ng) t \o'ng))\).

Bular. chiziqli bo'lmagan elementning oqimida deb atalmish dalgalanmalar bo'ladi. kombinatsiyalangan chastotalar: \(\omega_1 - \omega_2\) va \(\omega_1 + \omega_2\). Kombinatsiyalangan chastotali tebranishlardan biri foydali va mikserning selektiv yukida izolyatsiya qilinishi mumkin. Chiqish signalida mavjud bo'lgan barcha boshqa komponentlar xalaqit beradi.

Mikserning chiziqli bo'lmagan elementi sifatida quyidagilar harakat qilishi mumkin: yarimo'tkazgichli diodlar, ba'zi kommutatsiya davrlarida dala effektli va bipolyar tranzistorlar, birlashtirilgan sxemalar.

Diyot mikserlari past shovqin darajasi, yuqori ishonchliligi, mahalliy osilator kuchlanishi uchun past kirish empedansi, past kuchlanish uzatish koeffitsienti (0,3 ... 0,5) va quvvat (0,1 ... 0,3) bilan tavsiflanadi, tranzistorli mikserlarga qaraganda yuqori chastotalarda ishlashi mumkin. Diodli mikserlarda teskari va oldinga qarshiliklarning katta nisbati va past ulanish sig'imi (masalan, KD503) bo'lgan yuqori chastotali silikon diodlardan va past shovqin darajasi bilan tavsiflangan Shottki to'sig'iga ega bo'lgan yaxshiroq diodlardan foydalanish tavsiya etiladi ( masalan, KD419 turi), teskari diyotlar. Maxsus aralashtirish diodlari mikroto'lqinli pechda foydalanish uchun mo'ljallangan. Mumkin bo'lgan eng yaqin parametrlarga ega bo'lgan bir nechta diodlardan foydalanish kerak bo'lgan mikserlar uchun diodlarning juftlari va to'rtliklari, shuningdek, diodli birikmalar ma'lum bir tarzda ishlab chiqariladi.

Yagona diodli mikserning eng oddiy sxemasi shaklda ko'rsatilgan. 3.6-21.

Guruch. 3.6-21. Bitta diyotdagi oddiy mikserning sxemasi

Yarimo'tkazgichli diodaning chiziqli bo'lmagan xususiyatlarini yuqorida ko'rsatilganidek, oddiy kvadratik munosabatlar bilan ifodalash mumkin emas. Umumiy holatda, diodning CVC qiymatini Teylor seriyasi bilan yaqinlashtirib, biz quyidagi bog'liqlikni olamiz:

\(I_d = I_0 + aU_d + bU_d^2 + c U_d^3 + ... \)

Signal va mahalliy osilatorning kuchlanishlari yig'indisi diodga qo'llanilishini hisobga olsak ), almashtirishdan so'ng biz diod oqimi uchun quyidagi ifodani olamiz:

\(I_d = I_0 + a U_c \sin(\left(\omega_c t \o'ng)) + a U_r \sin(\left(\omega_r t \o'ng)) - \cfrac(b U_c^2)(2) \ cos(\left(2 \omega_c t \o'ng)) - \)

\(- \cfrac(b U_r^2)(2) \cos(\left(2 \omega_r t \o'ng)) + b U_c U_r \cos(\left(\left(\omega_r - \omega_c \o'ng)) t \o'ng)) - b U_c U_r \cos(\left(\left(\omega_c + \omega_r \o'ng) t \o'ng)) + ... \).

Ko'rinib turibdiki, mikser yuki kirish signalining chastotasi va mahalliy osilator signali, shuningdek ko'plab harmonikalar va kombinatsiyalangan chastotali signallarga ega bo'lgan komponentlarni o'z ichiga oladi (bularga chastotali barcha signallar kiradi: \(m \omega_c \pm n \ omega_r\), bu erda \( m\) va \(n = 0, 1, 2, 3, ...\)). Ular orasida signal va mahalliy osilator chastotalari va ularning harmoniklari bo'lgan komponentlar ayniqsa zararli hisoblanadi.

Guruch. 3.6-22. Mahalliy osilator kuchlanishining fazali (a) va fazaga qarshi (b) ta'minoti bilan muvozanatli mikserlarning sxemalari

Guruch. 3.6-23. Halqali muvozanatli mikserning sxemasi

muvozanat mikser (3.6-22a-rasm) ikkita diodni o'z ichiga oladi, ularning oqimlari qarama-qarshi yo'nalishda chiqish transformatorining birlamchi o'rashida oqadi. Bunday holda, magnit oqimning faza ichidagi komponentlari o'zaro kompensatsiya qilinadi va fazaga qarshi komponentlar qo'shiladi. Mahalliy osilator kuchlanishi diodlarga fazada qo'llaniladi va signal kuchlanishi antifazadir. Ya'ni, signal va mahalliy osilatorning kuchlanishlari yig'indisi \ (U_ (d1) (t) = U_g (t) + U_s (t) \) birinchi aralashtirish diyotiga qo'llaniladi va ularning farqi \ (U_) (d2) ( t) \u003d U_g (t) - U_c (t)\). Chiqish transformatorining birlamchi o'rashida hosil bo'lgan oqim:

\(I_\Sigma = I_(d1) - I_(d2) \taxminan 2 a U_c \sin(\left(\omega_c t \o'ng)) + 2b U_c U_r \cos(\left(\left(\omega_r - \) omega_s \o'ng) t \o'ng)) - \)

\(-2b U_c U_r \cos(\left(\left(\omega_c + \omega_r \right) t \o'ng)) + ... \).

Taqdim etilgan formuladan ko'rinib turibdiki, mahalliy osilatorning chastotasi bo'lgan oqimlarning tarkibiy qismlari o'zaro kompensatsiyalanadi va mahalliy osilatorning shovqini mikser chiqishiga kirmaydi. Kirish transformatoridagi oqimlar uchun shunga o'xshash hisob-kitoblarni amalga oshirgandan so'ng, muvozanatli mikser mahalliy osilatorning oldingi bosqichga (masalan, qabul qiluvchi antennaga) oqishi kuchini sezilarli darajada kamaytirishi mumkinligini ko'rish mumkin.

Shakldagi mikserning sxemasi. 3.6-22 (b) shakldagi sxemadan tubdan farq qilmaydi. 3.6-22 (a). Faqatgina farq shundaki, mahalliy osilator kuchlanishi antifazadagi diodlarga qo'llaniladi va signal kuchlanishi fazada. Biroq, diodlarning qarama-qarshi ulanishi tufayli, bu sxemada bir xil faza munosabatlari va bir xil xususiyatlar shakldagi sxema bo'yicha muvozanatli mikserda saqlanadi. 3.6-22 (a). Chiqish mos keladigan transformator \ (Tr2 \) mikserning kerakli chiqish empedansiga teng bo'lgan oraliq chastotali reaktivga ega an'anaviy RF drosseli (chiqish va tuproq o'rtasida ulangan) bilan almashtirilishi mumkin va eng oddiy past sifatli zanjirlarda. an'anaviy rezistor. Ushbu sxemaning qo'shimcha xususiyati - mikserning ishlash rejimi o'zgarmagan holda, erkin almashtirilishi mumkin bo'lgan signal kirish \(U_s\) va chiqish \(U_(IF)\ ning ekvivalentligi (funktsional identifikatsiyasi).

Ikki marta(yoki halqasimon) muvozanatli mikser (3.6-23-rasm) oldingi kanalga nisbatan yuqori selektivlikning qo'shimcha afzalligi bor. Buni an'anaviy muvozanatli mikser uchun qilinganidek, chiqish transformatorining birlamchi o'rashining hosil bo'lgan oqimini topish orqali osongina tekshirish mumkin:

\(I_\Sigma \taxminan 4b U_c U_r \cos(\left(\left(\omega_r - \omega_c \o'ng) t \o'ng)) + ... \).

Bu erda, muvozanatli mikserdan farqli o'laroq, signal chastotasi bo'lgan komponent yo'q. Shunday qilib, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan transformatorlar va diodlarning simmetriyasi tufayli signal kirishlarining ichki o'zaro ajralishi, mahalliy osilator va mikser chiqishi ta'minlanadi.

Qurilish sxemasiga qo'shimcha ravishda, mikserlar odatda mikserga etkazib beriladigan mahalliy osilator signalining quvvat darajasiga ko'ra tasniflanadi. Quyidagi tasnif qabul qilingan:

Tab. 3.6-1. Mikserning tasnifi

Mahalliy osilatorning kuchi ortishi bilan mikser diodlarining ishlash tartibi biroz o'zgaradi. Juda past va past darajadagi mikserlar (ko'pincha "standart quvvat darajasidagi mikserlar" deb ataladi) so'zda ifodalanadi. kvadratik rejim, va o'rta, yuqori va juda yuqori darajadagi mikserlar uchun - almashtirish rejimi. Kvadrat rejimda ishlash chiqishida past konvertatsiya qilinadigan qo'shimcha mahsulotlar va mikserning nisbatan kichik daromadi bilan tavsiflanadi, kommutatsiya rejimining ishlashi past shovqin va kengroq yon mahsulotlar bilan tavsiflanadi.

Kvadrat rejim maishiy radiolar, oddiy o'lchash asboblari va boshqalar uchun mikserlarda qo'llaniladi. Kvadrat ish uchun optimal mahalliy osilator kuchlanishi 0,1 ... 0,3 V (kirish transformatori bo'lmagan halqali mikser uchun, biroz ko'proq). Ushbu rejimda chiziqli transformatsiya mahalliy osilator kuchlanish amplitudasining 0,1 ga teng signal amplitudalarigacha saqlanadi. Shaklda. 3.6-24 ... 3.6-26 uy radiolari uchun oddiy diodli mikserlarning bir nechta diagrammalarini ko'rsatadi.

Yuqori sifatli uskunalar va keng polosali yo'llarda faqat o'rta, yuqori va juda yuqori darajadagi mikserlar qo'llaniladi. Ushbu mikserlarda allaqachon ko'rib chiqilganlarga o'xshash sxemalar mavjud. Kirish va chiqishlarda rezonansli sxemalar o'rniga ular odatda ferrit halqalarida keng polosali transformatorlardan foydalanadilar. Mikser parametrlarini optimallashtirish va maksimal daromad olish uchun mikserning kirishlarini oldingi kuchaytirgich bosqichi va mahalliy osilatorning chiqishlari bilan, shuningdek, mikser chiqishida moslashtirish uchun maxsus choralar ko'riladi. Bunday mikserlarda Schottky to'siqli diodlari deyarli standart bo'lib qoldi, ular mikserning dinamik diapazonini oshiradi va o'z-o'zidan shovqinni kamaytiradi.

Guruch. 3.6-24. Uy radiosi uchun eng oddiy muvozanatli mikser

Guruch. 3.6-25. Uy radiosi uchun muvozanatli mikser (2-variant)

Guruch. 3.6-26. Uy radiosi uchun Ring Balanced Displacer

Shaklda. 3.6-27 o'rta quvvat signallari uchun muvozanatli va halqali muvozanatli mikser davrlarini va ularning qiyosiy tavsiflarini ko'rsatadi. Taqdim etilgan mikserlar 30 ... 300 MGts chastotalarda ishlaydi, tegishli diodlardan foydalanish va transformatorlarning o'rash ma'lumotlaridagi ba'zi o'zgarishlar, ular boshqa chastotalarda ham ishlatilishi mumkin.

Guruch. 3.6-27. O'rtacha quvvat darajasidagi muvozanatli va halqali muvozanatli mikserlar va ularning parametrlari

Yuqori quvvatli mikserlar yuqorida tavsiflangan o'rta darajadagi halqali muvozanatli mikserdan farq qiladi, chunki aralashtirish halqasining har bir qo'li rasmda ko'rsatilganidek, ketma-ket ulangan bir emas, ikkita Schottky diodidan hosil bo'ladi. 3.6-28.

Guruch. 3.6-28. Yuqori quvvat signallari uchun halqali muvozanatli mikser sxemasi

Juda yuqori quvvatli mikserlarda halqadagi har bir diod parallel ravishda ulangan qarshilik va kondansatör bilan ketma-ket ulanadi (3.6-29-rasm). Kondensatorning sig'imi shunday tanlanganki, uning ish diapazonining eng past chastotasidagi reaktivligi \(\le 50 (Ohm)\). Shaklda. 3.6-30 ultra yuqori quvvat signallari uchun boshqa mikser sxemasini ko'rsatadi. U kengaytirilgan dinamik diapazonga ega. Yuqori samaradorlikka ikkita aralashtirish halqasini parallel ravishda ulash va o'zgartirilgan balans transformatoridan foydalanish orqali erishiladi. Ushbu sxemadagi kondansatkichlarning qiymati minimal ish chastotasida ularning reaktivligi 25 ohm bo'lishi uchun tanlanadi.

Guruch. 3.6-29. Ultra yuqori quvvat signallari uchun halqali muvozanatli mikserning diagrammasi

Guruch. 3.6-30. Ultra yuqori quvvat signallari uchun yuqori dinamik diapazonli halqali muvozanatli mikser sxemasi

Ultra yuqori quvvat signallarini boshqarish uchun mo'ljallangan yanada murakkab diodli mikser sxemalari mavjud. Bunga misol deb ataladigan narsadir. " ikki tomonlama mikser”, bu halqali muvozanatli mikserlarning ikkita tarmog'i va fazalarni moslashtiruvchi sxemalar asosida qurilgan.

Umuman olganda, keng polosali diodli mikserlarni loyihalashda quyidagi qoidalar to'plamiga rioya qilish kerak:

• IF signali qabul qilingan signal etkazib beriladigan bir xil transformatordan olinishi kerak, mahalliy osilator signali boshqa mikser transformatoriga beriladi (bu mahalliy osilator signalining IF yo'liga kirib ketishining oldini olish uchun muhim);
• ishlatiladigan diodlar va transformatorlarning eng to'liq elektr moslashuvini (faza va amplituda balansi) ta'minlash kerak, buning uchun quyidagilar zarur: bir xil parametrlarga ega diodlarning nusxalarini tanlash (juft va to'rtta mos keladigan maxsus diodlar mavjud) ishlab chiqarish jarayonida), shuningdek, transformator sariqlarining dizayni identifikatori;
• maxsus filtr-diplexer ulangan, mikser yuki sifatida ishlatiladigan va keraksiz oyna komponentini filtrlaydigan IF chiqishidagi empedansga mos kelishiga alohida e'tibor berilishi kerak;
• chiziqli keng polosali quvvat kuchaytirgichida kuchaytirilgandan so'ng mahalliy osilator signali mikserga berilishi kerak;
• o'rnatish vaqtida transformatorlar va kvadrant elementlari qat'iy nosimmetrik tarzda joylashtirilishi va minimal uzunlikdagi bir xil o'tkazgichlar bilan ulanishi kerak.

Yuqorida tavsiflangan barcha mikserlar asl RF signali va mahalliy osilator signalining chastotasi yig'indisiga yoki farqiga teng chastotali IF signallarini qabul qilish uchun mo'ljallangan. Yuqorida ko'rsatilgandek, mikser chiqishi boshqa kombinatsiyalangan chastotalarga ega komponentlarni ham o'z ichiga oladi, lekin ularning amplitudalari juda kichik, bu esa bunday chastotalarga o'tkazishni butunlay samarasiz qiladi. Ushbu cheklash, qoida tariqasida, har qanday murakkablikning yuqori sifatli sxemalarini qurishga to'sqinlik qilmaydi va yuqorida tavsiflangan muvozanatli va halqali muvozanatli mikserlarning yuqori xususiyatlari bilan to'liq qoplanadi.

Biroq, boshqa qonunga muvofiq konvertatsiya qilish qobiliyati foydali bo'lishi mumkin bo'lgan juda tor qurilmalar guruhi mavjud. Masalan, havaskor aloqa texnologiyasida keng qo'llaniladigan texnologiya to'g'ridan-to'g'ri konvertatsiya qabul qiluvchilar. Qurilishning soddaligi va arzonligi, yuqori sezuvchanligi va selektivligi ularni ushbu sohada foydalanish uchun juda qulay qiladi. Bunday qabul qiluvchilarda yuqori sifatli mikser eng muhim elektron tugun bo'lib, uning xarakteristikalari umuman qabul qiluvchining barcha asosiy xususiyatlarini aniqlaydi. Albatta, halqali muvozanatli mikserdan foydalanish (masalan, 3.6-29-rasmdagi sxema bo'yicha) juda yuqori ko'rsatkichlarga erishishga imkon beradi, ammo havaskor sharoitda uni keng chastota diapazonida aniq muvozanatlash juda qiyin. ko'p, ko'pincha hisobga olinmaydigan omillar (sifatli RF transformatorlari va ekranlash, komponentlarning sig'imlari va boshqalar) ta'siri tufayli. Noto'g'ri sozlangan mikser qabul qiluvchining parametrlarini sezilarli darajada yomonlashtiradi - mahalliy osilator signali antennaga oqib chiqadi va kuchli stantsiyalarning signallari to'g'ridan-to'g'ri mikserda aniqlanadi. Ushbu muammoni hal qilish maxsus turdagi mikserlardan foydalanish bo'lib, unda konvertatsiya yig'indisi yoki farq chastotasiga emas, balki yuqori darajadagi kombinatsiya chastotalaridan biriga amalga oshiriladi.

Bunday mikserlarni qurish uchun odatiy aralashtirish diodlaridan farqli bo'lgan oqim kuchlanish xususiyatiga ega bo'lgan chiziqli bo'lmagan elementlardan foydalanish kerak (yuqorida ko'rsatilgandek, bu xususiyat kvadratikga yaqin). Antiparallel ulangan bir xil turdagi silikon diodlar juftligi ushbu shartga to'liq mos kelishi ma'lum bo'ldi (3.6-31-rasm). Ushbu juftlikning joriy kuchlanish xarakteristikasini taxminan kubik parabola tenglamasi bilan tavsiflash mumkin:

\(I_d = aU_d + bU_d^3 \).

Guruch. 3.6-31. Diyotlarning antiparallel ulanishi va bunday tugunning oqim kuchlanishining xarakteristikasi

Agar biz ko'rib chiqilayotgan chiziqli bo'lmagan elementning ishlashini matematik tahlil qilsak (ushbu bo'limning boshida bitta diod uchun xuddi shunday), \(\omega_r\) va \(\omega_c\\) chastotali ikkita signal paydo bo'lganda. ) unga qo'llanilsa, natijada paydo bo'lgan oqimda \(2 \omega_g \pm \omega_c\) ga teng kombinatsiya chastotali komponentlar ustunlik qiladi.

Shunday qilib, anti-parallel diod juftiga qurilgan mikser , Qabul qiluvchiga qo'llanilganda to'g'ridan-to'g'ri konvertatsiya mahalliy osilator signalining chastotasi kirish signalining yarmi chastotasini talab qiladi. Bunday holda, kirish davrlariga oqib chiqadigan mahalliy osilator signali kirish davri tomonidan sezilarli darajada zaiflashadi (sxema mahalliy osilator chastotasiga emas, balki signal chastotasiga sozlangan). Chiziqli bo'lmagan elementning xarakteristikalari simmetriyasi tufayli kuchli signallarni to'g'ridan-to'g'ri aniqlash ta'siri ham butunlay yo'q qilinadi (ishlatiladigan diodlar bir xil bo'lishi sharti bilan).

Ko'rib chiqilgan printsip bo'yicha qurilgan eng oddiy mikserlarning ikkita sxemasiga misollar shaklda ko'rsatilgan. 3.6-32, 3.6-33. Bunday mikserlarni sozlash juda oddiy va shunga o'xshash xususiyatlarga ega diodlarni tanlash va kirish va chiqish impedanslarini moslashtirishga to'g'ri keladi. Agar yaxshiroq parametrlarga erishish kerak bo'lsa (taqdim etilgan sxemalar mahalliy osilator bilan aloqa pallasida bir oz quvvat yo'qolishi va chiqishda juda ko'p kombinatsiyalangan komponentlarning mavjudligi bilan tavsiflanadi), barcha bir xil echimlar ko'rib chiqilgan. an'anaviy diodli mikserlardan foydalanish mumkin. Masalan, rasmdagi diagrammada. 3.6-34 muvozanatlashtirilgan sxema bo'yicha kiritish qo'llaniladi.

Guruch. 3.6-32. Antiparallel diodli juftlikdagi eng oddiy mikser (variant 1)

Guruch. 3.6-33. Antiparallel diodli juftlikdagi eng oddiy mikser (variant 2)

Guruch. 3.6-34. Antiparallel diod juftlarida muvozanatli mikser

Xulosa qilib shuni ta'kidlash kerakki, "kubik" xarakteristikaga ega elementlarga asoslangan mikserlarning ko'lami to'g'ridan-to'g'ri konvertatsiya qiluvchi qabul qiluvchilar bilan cheklanmaydi. Ular transmitter modulyatorlarida, yuqori kirish chastotali superheterodin qabul qiluvchilarda va hokazolarda qo'llanilishi mumkin.