Смеситель Советский патент 1990 года по МПК H03D7/14 

-и

0-Ю

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в приемной аппаратуре связи метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов длин волн. Целью изобретения является увеличение степени подавления паразитных комбинационных составляющих. Смеситель содержит первый 4, второй 5, третий 6, четвертый 7 и пятый 8 резисторы, первый 15, второй 16, третий 17 и четвертый 18, пятый 19 и шестой 20 конденсаторы, первый 13 и второй 14 полевые транзисторы, трансформатор 21. Цель достигается введением девятого 12 резистора и катушки 3 индуктивности и применением в качестве активных элементов полевых транзисторов 13 и 14 с двумя затворами. 2 ил.

Оч

44

DS SJ

1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в приемной аппаратуре связи метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов длин волн,

Целью изобретения является увеличение степени подавления паразитных комбинационных составляющих.

На фиг.1 показана принципиальная схема смесителя; на фиг.2 - эквивалентная схема смесителя.

Смеситель содержит первый 1 и второй 2 входы, катушку 3 индуктивности, первый А, второй 5, третий 6, четвертый 7, пятый 8, шестой 9, седьмой 10, восьмой 11 и девятый 12 резисторы, первый 13 и второй 14 поле- выетранзисторы, первый 15, второй 16, третий 17, четвертый 18, пятый 19 и шестой 20 конденсаторы, т зансформатор 21.

На фиг.1 и 2 обозначены: 22 - точка соединения полевого транзистора 13 и конденсатора 18; 23 - точка соединения транзистора 14 и конденсатора 20; 24 - нагрузка.

Полевые транзисторы 13 и 14 состоят из однозатворных транзисторов 13i, 132 и 14i, 142 соответственно (фиг.2).

Рассмотрим фазовые соотношения в смесителе, когда высокочастотный (ВЧ) сигнал подается на вход 1, а сигнал гетеродина - на вход 2, причем режим по постоянному току выбран таким, что транзисторы 13i и 14i находятся в ненасыщенном режиме, а транзисторы 132 и 142 - в насыщенном режиме.

Фаза тока промежуточной частоты р, образующегося в транзисторе 13i и усиленного в транзисторе 132, определяется как

У п-ч ()з , где (рс- фаза ВЧ-сигнала на входе 1;

131 - фаза коэффициента передачи транзистора 13i;

РГ - фаза сигнала гетеродина на входе 2.

Фаза тока промежуточной частоты / mi образующегося в транзисторе 14i и усиленного в транзисторе 142, опре,целяется как

|рпч с + V l4l±fpr ,

где 141 - фаза коэффициента передачи транзистора 14i.

Так как транзистор 13i включен по схеме с общим истоком, а транзистор 14i - по схеме с общим затвором, то i4i - i3i - 180°, а разность фаз сигналов промежуточной частоты, образующихся в транзисторах 13 и 14, тоже равна 180°. Подав эти сигналы на трансформатор 21, выполняющий функции противофазного сумматора (в данном случае симметричный колебательный контур), можно выделить в нагрузке 24 суммарный ток промежуточной частоты.

Рассмотрим фазовые соотношения в смесителе для случая, когда гетеродин и сиг- нал (под сигналом в данном случае понимаются шумы в спектре гетеродина) подаются на вход 2, Фаза тока промежуточной частоты п ч, образующегося в транзисторе 14i и усиленного в транзисторе 142, определяетI

ся какУПЧ с .

Фаза тока промежуточной частоты ч . образующегося в транзисторе 13i и усиленного в транзисторе 132, определяется как

пч -((f.

Разность фаз сигналов промежуточной, частоты, образующихся в полевых транзи- сторах 13 и 14 для случая подачи гетеродина

и сигнала-на вход 2, равна; - лч О, и в противофазном сумматоре-трансформаторе 21 этм сигналы вычитаются. Аналогично можно показать, что смеситель давит и четные продукты вза .модёйствия сигнала, подакного на вход 1, и гетеродина, поданного на вход 2.

Теперь рассмотрим амплитудные соотношения сигналов промежуточной частоты, образующихся в полевых транзисторах 13 и

14 для случая подачи ВЧ-сигнала на вход 1. а сигнала гетеродина - на вход 2.

Коэффициент преобразования по напряжению от входа 1 до точки 22

...оRBx14i Рвых131 „ ,.

.Kl-22-Snp13i -5 -T7--4-P-...-,. Sl4iX

X

вх14 ( + RBMXISI RBbix14i R22-23 Квых141 -Ь R22-23

где Snp 131- крутизна преобразования транзистора 13i;

RBX14 входное сопротивление транзистора 14i в схеме с оЬщим затвором;

РВЫХ 131 выходное сопротивление транзистора 13i в схеме с общим истоком; Si4 1 - крутизна уси.пения транзистора 45 -14i; ,

Квых141 выходное сопротивление транзистора 14i в схеме с общим затвором;

R22-23 - сопротивление нагрузки на про- SO межуточной частоте в точках 22 и 23.

Коэффициент преобразования по напряжению от входа 1 до точки 23

Kl-23 Snp132

5

RBx1 2 Rebix132 RBx142 RBbix132

Sl42X

X

R8bix142 R22-23

RBbix142 + R22-23

где Snpi32 крутизна преобразования транзистора 132;

RBX 142 входное сопротивление транзистора 142 в схеме с общим затвором;

Нвых 132 Выходное сопротивление транзистора 132 в схеме с общим затвором;

Si42 крутизна усиления транзистора 142;

Rsbix 142 выходное сопротивление транзистора 142 в схеме с общим затвором.

Так как Snp 131 Snp 132 и Si4i sSi42 (эти равенства выполняются с точностью разброса характеристик полевых транзисторов 13 и 14), то Ki-22 - Ki-23

Т.е. для случая, когда ВЧ-сигнал подан на вход 1, а сигнал гетеродина - на вход 2, происходит суммирование без потерь в трансформаторе 21 (в противофазном сумматоре) сигналов промежуточной частоты, образующихся в полевых транзисторах 13 и 14, и их выделение на нагрузке 24.

Аналогично можно показать, что коэффициенты передачи сигнала от входа 2 до точек 22 и 23 равны, т.е. К2-22 К2-23. Это означает, что Для случая, когда гетеродин и сигнал (под сигналом в данном случае понимаются шумы в спектре гетеродина) поданы на вход 2, происходит вычитание токов сигналов промежуточной частоты полевых транзисторов 13 и 14 в противофазном сум- маторе (в трансформаторе 21).

Катушка 3 индуктивности обеспечивает замыкание тока промежуточной частоты. Резисторы 4-11 осуществляют подачу смешения для установки требуемого режима работы полевых транзисторов 13 и 14. Конденсаторы 15-19 предназначены для замыкания токов высокой.частоты i/i развязки по постоянному току. Конденсаторы 18 и 20 совместно с соответствующими полуобмот- ками трансформатора 21 образуют симметричный колебательный контур.

Формула изобретения

Смеситель, содержащий первый и второй резисторы и первый конденсатор, пер- вый выход которого является первым входом смесителя, а второй вывод подключен к первому затвору первого полевого транзистора и через третий резистор к общей шине, четвертый, пятый, шестой и седьмой резисторы, первый вывод второго конденсатора является вторым входом смесителя, первый вывод третьего конденсатора подключен к общей шине, трансформатор, начало, конец и средний выход первой обмотки которого подключены соответственно к первым выводам четвертого и шестого конденсаторов и первому выходу источника пи- тания, начало второй обмотки трансформатора является выходом смесителя, конец второй обмотки трансформатора подключен к общей шине, первый вывод пятого конденсатора подключен к первому затвору второго полевого транзистора, а через восьмой резистор - к общей шине, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени подавления паразитных комбинационных составляющих, введены катушка индуктивности и девятый резистор, первый вывод которого подключен к общей шине, а второй вывод - к первому выводу второго конденсатора и второму выводу пятого конденсатора, первый вывод которого через седьмой резистор подключен к второму выходу источника питания, который через шестой резистор подключен к второму затвору второго полевого транзистора, второму выводу третьего конденсатора и через пятый резистор к общей шине, исток второго полевого транзистора подключен к первым выводам катушки индуктивности и первого конденсатора, второй вывод которого через первый резистор подключен к второму выходу источника питания, который через второй резистор подключен к второму выводу второго конденсатора и второму затвору первого полевого транзистора, а через четвертый резистор - к общей шине, к которой подключены вторые выводы катушки индуктивности и шестого и четвертого конденсаторов, первые выводы которого подкл.ючены соответственно к стокам второго и первого полевых транзисторов, исток которого подключен к общей шине.

Гет.у

.2

)2J J.J-.

hCI

b-CD Й/г.г

22

-L;