![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
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.
Рис.
При отсутствии
постоянного напряжения смещения, а оно
увеличивает собственные шумы диода,
угол отсечки
.
При простом преобразовании (К=1)
В результате интегрирования получаем
Таким образом при К=1 и
Где
- внутренний коэффициент усиления
Исходя из внутренних параметров с помощью представленной эквивалентной схемы внешние параметры преобразователя
Максимальная
мощность в нагрузке будет при её
согласовании с четырёхполюсником.
Исходя из того, что проводимость
четырёхполюсника:
,а при согласовании
оптимальный коэффициент преобразования
будет
Этим выражением определяется коэффициентом передачи по напряжению. В диодных преобразователях чаще используют коэффициент передачи по мощности