7.5 Балансные преобразователи частоты
В настоящее время, в качестве типовых преобразователей частоты в сантиметровом и миллиметровом диапазонах волн все чаще используются балансные преобразователи частоты.
Наиболее существенным свойством балансного преобразователя частоты при приеме слабых сигналов является способность в значительной мере подавлять шумы гетеродина. В этом диапазоне волн гетеродин наряду с основным колебанием частоты fг генерирует также сплошной спектр шумов, форма огибающей которого определяется частотной характеристикой колебательной системы гетеродина.
На рисунке 7.4 показан спектр шумов гетеродина и частоту генерации гетеродина. Частота принимаемого сигнала отстоит от частоты гетеродина на промежуточную частоту. Как видно из представленного графика на частоте сигнала имеется достаточно высокий уровень шумов гетеродина, которые в дальнейшем усиливаются приемным устройством. Наличие шумов гетеродина приводит к ухудшению шумовых свойств приемника. Применение балансных смесителей позволяет значительно снизить уровень шумов, обусловленных гетеродином. Степень подавления шумов от симметрии балансной схемы, чем она выше , тем больше подавление собственных шумов гетеродина.
Кроме того, следует отметить, что дополнительным преимуществом балансных схем преобразователей является высокая степень развязки цепей сигнала и гетеродина (сигнал не попадает в цепь гетеродина и наоборот). Это устраняет взаимозависимость настроек контуров сигнальных и гетеродинных цепей, излучение мощности гетеродина через приемную антенну в приемниках без УВЧ или без невзаимных элементов в СВЧ тракте. При этом резко снижаются требования к мощности гетеродина, т.к. можно реализовать сильную связь гетеродина со смесителем.
П
ринципиальная
схема балансного смесителя приведена
на рисунке 7.5.
Рис.7.5 Принципиальная схема балансного смесителя на диоде
Шумы гетеродина поступают на диоды VD1 и VD2 в противофазе, а за тем в противофазе подаются на выходной трансформатор смесителя. Поэтому при высокой симметрии плеч преобразователя шумовой сигнал от гетеродина буде близок к нулевому уровню.
Следует отметить, что возможны и другие схемы построения балансных смесителей.
7.6 Кольцевые преобразователи
Для повышения развязки между цепями сигнала и гетеродина в многоканальных связных системах применяются двойные балансные преобразователи, получившие название кольцевые. За счет этого в многоканальных системах связи устраняются интермодуляционные помехи связанные с проникновением частоты гетеродина во входные цепи других каналов связи. В кольцевых преобразователях практически полностью устраняется прохождения сигнала и колебаний гетеродина в цепи промежуточной частоты.
Здесь используется диодное кольцо с односторонней проводимостью. Подобные преобразователи имеют низкий уровень шумов и большой линейный участок амплитудной характеристики, однако, обладают значительными потерями на преобразовании. Кольцевые преобразователи используются в диапазоне частот до 100 МГц, их широко применяют в профессиональных приемниках дециметрового диапазона.