Преобразователи на транзисторах

Смеситель на полевом транзисторе. В схеме (рис. 14.1, а) полевой транзистор с квадратичной зависимостью тока стока от на­пряжения затвор — исток позволяет построить перемножитель двух сигналов с большим коэффициентом передачи. Преобразуемый сигнал подается на затвор, гетеродинный сигнал — на исток тран­зистора. Передаточные характеристики смесителя показаны на рис. 14.1, б.

Последовательный смеситель. Смеситель (рис. 14.2, а) постро­ен на двух полевых транзисторах. Первый транзистор является ди­намической нагрузкой второго. Амплитуда гетеродинного сигнала, который подается в затвор транзистора VT2 (вход 2), модулирует­ся преобразуемым сигналом, подводимым к Входу 1. При неболь­ших значениях входного сигнала, когда отсутствуют нелинейные искажения, выходной сигнал имеет линейную зависимость. При входном сигнале более 1,2 В появляются нелинейные искажения.

Рис. 14.1

Рис. 14.2

Рис. 14.3

Смеситель работает в диапазоне звуковых частот. На частотах свы­ше 500 кГц начинают сказываться межэлектродные емкости, кото­рые уменьшают коэффициент передачи смесителя. На рис. 14.2, б приведена передаточная характеристика смесителя.

Параллельный смеситель. В смесителе (рис. 14.3, а) перемноже­ние двух сигналов осуществляется за счет квадратичной зависимо­сти тока стока от напряжения затвор — исток полевых транзисто­ров. Для выравнивания параметров транзисторов включен балан­сирующий резистор R2. Оба входа смесителя являются идентичны­ми. Устройство работает с нулевых частот. На рис. 14.3, б приведе­на передаточная характеристика смесителя.

Смеситель с перекрестными связями. Балансный смеситель (рис. 14.4) позволяет подавить составляющие с частотой сигнала ге­теродина, который подается на Вход 2. Регулировка баланса осу­ществляется резистором R2. Когда на входе 2 действует положи­тельная полуволна, то транзистор VT1 открывается, а транзистор VT2 закрывается. В коллекторе транзистора VT1 появляется им­пульс отрицательной полярности. При отрицательной полярности входного сигнала состояние транзисторов меняется и в коллекторах будет также отрицательный сигнал. В результате этого на выходе происходит удвоение частоты входного сигнала. Аналогичный про­цесс наблюдается и для сигнала, действующего на Входе 1. При од­новременном действии двух сигналов на выходе образуется смесь частот. Комбинационные сигналы на выходе представляют собой верхнюю и нижнюю боковые частоты входных сигналов — четные гармоники входного и гетеродинного сигналов. Устройство работает от низкоомного источника. Амплитуду сигнала гетеродина жела­тельно брать на порядок больше амплитуды входного сигнала.

Рис. 14.4 Рис. 14.5

Рис. 14.6

Балансный смеситель на биполярных транзисторах. Балансный смеситель (рис. 14.5) построен на транзисторах VT2 и VT3. Тран­зисторы VT1 и VT4 являются змиттерными повторителями. Для получения подавления несущей частоты на выходе смесителя необ­ходимо в эмиттере транзистора VT4, в базу которого подается сиг­нал гетеродина, иметь постоянный потенциал 0,3 В. В этом случае в коллекторах транзисторов VT2 и VT3 амплитуды положительных и отрицательных полуволн сигнала гетеродина будут равны. Это связано с тем, что у транзистора разные уровни открывания при прохождении сигнала через базовую или через эмиттерную цепь. Смеситель начинает работать от сигналов с амплитудой более 0,5 В. Подавление несущей частоты более 50 дБ. Схема работает в широком диапазоне частот. Для сигналов с частотой более 10D кГц целесообразно в коллекторах транзисторов иметь резонанс­ный контур. Для низкочастотных сигналов контур следует заменить на резистор 2 кОм с параллельным конденсатором.

Балансный смеситель на двух транзисторах. Смеситель (рис. 14.6, а) построен на двух транзисторах, которые периодиче­ски открываются в зависимости от полярности сигнала гетеродина, подключенного ко Входу 2. В коллекторах транзисторов присутст­вует продетектированный сигнал гетеродина. Равномерность ампли­туды этого сигнала осуществляется регулировкой резистора R2.

Рис. 14.7

Рис. 14.8

При тщательной настройке схемы на выходе существует сигнал с двойной частотой гетеродина. Преобразуемый сигнал поступает на Вход 1. Он модулирует выпрямленный сигнал гетеродина. Вы­ходной сигнал с разностной частотой выделяется фильтром R7, R8, СЗ, C4. Устройство работает от десятков герц и выше. На рис. 14.6,6 приведена передаточная характеристика смесителя.

Смеситель на двухзатворном транзисторе. Смеситель (рис. 14.7) работает в широком диапазоне частот. На частоте 50 МГц коэффи­циент преобразования более 8 при амплитуде гетеродина 1 В. Ди­намический диапазон может превышать 60 дБ. Он зависит от типа применяемого транзистора. Коэффициент перекрестных искажений в каскаде менее 1 %, а коэффициент гармоник на промежуточной частоте 1 МГц менее 0,5%.

Балансный смеситель на полевых транзисторах. Балансный сме­ситель (рис. 14.8) преобразует частоту входного сигнала за счет квадратичности вольт-амперной характеристики. Входной сигнал с частотой 100 МГц преобразуется в сигнал с частотой 25 МГц. По­лоса пропускания выходного контура составляет 200 кГц. Амплиту­да сигнала гетеродина равна 1,5 В. Динамический диапазон вход­ных сигналов составляет 60 дБ при коэффициенте шума около 10 дБ. Коэффициент преобразования смесителя оавен 8.