Стартовая страница Блога  - < тут >

Продолжение(содержание)  Блога - <<  ТуТ  >>  

 25. Смесители. На базе дифференциального усилителя ...

 Рис.25.1

        На Рис.25.1 изображена «классическая» схема смесителя на основе дифференциального каскада на биполярных NPN транзисторах. Слово «классическая» в данном контексте, означает, что схема стандартная, выполненная на основе дифф.усилителя с регулирующим транзистором в цепи эмиттеров дифф.пары. Эту схему "на западе" ещё называют "ячейкой Гильберта" по ФИО автора придумавшего её. Существует и "двойная" ячейка Гильберта, т.е. как-бы ещё берётся такой же усилитель и верхние пары транзисторов соединяются "перекрёстно", образуя двойную "балансность". Такая схемотехника используется в ИМС К174ПС1, ПС4 СССР'овского производства. НЕ их аналогом, но близким по сути является "забугорный" миксер NE602(612), SA602(612) с несколько лучшими параметрами по динамике, чем у К174ПС1(4).  

        На нижний транзистор, как правило, подают сигал ГПД, а на верхних два транзистора – входной сигнал 0/180грд. Следует заметить разницу в коэффициенте преобразования при такой подаче сигналов входного и ГПД, и когда ГПД подают на верхние транзисторы, а входной сигнал на нижний транзистор. Во втором случае динамический диапазон такого смесителя получается чуть бОльшим, по сравнению, когда ГПД подают на нижний транзистор. Но коэффициент преобразования(усиления)  во втором случае, когда ГПД подают на пары верхних транзисторов, получается меньшим, чем в варианте подачи ГПД на нижний транзистор. Разница несущественная, несколько дБ, но она есть и «на слух» легко ощущается. 

        Рассказывать про такой тип смесителя – это всё равно что рассказывать про все «плюсы» и «минусы» дифференциального усилителя. Поэтому этот «ликбез» оставим на совесть читателю, благое дело в Инете такого материала – пруд-пруди, осталось только «пошарить Гуглой» по просторам Инета и внимательно изучить написанное… Хе-хе-хе… Включив в качестве нагрузки правому верхнему транзистору LC-контур, мы сможем не только выделять любую ПЧ, на которую настроим LC-контур, но и соответственно повысим многократно усиление - у нас же "реактивная" нагрузка, а не простой R-омический резистор !!!

        Из схемотехники дифф.каскадов мы знаем, что выходное сопротивление такого усилителя небольшое, до 1 кОм. А может даже и чуть меньше, ведь пара верхних транзисторов включена по схеме ОЭ, обладающей невысоким выходным сопротивлением, умеренным входным и немалым усилением. Это если  в 3-х словах. 

        Поэтому, сразу же приходит на ум – а если плечи дифф.каскада сделать в виде каскодных усилителей, с включением в коллекторы верхних транзисторов ещё по одному транзистору, включённому по схеме с ОБ ?! Отличная идея… А почему бы и нет ? Назовите хотя бы пару причин не позволяющих это сделать… Оказывается их попросту нет… В результате в «одном флаконе» получим и дифф.каскад, и дифф.каскад с каскодной схемой, и дифф.каскад с каскодной схемой, обладающей высоким выходным сопротивлением, НЕ шунтирующим LC-контур, включённый в коллектор правого верхнего транзистора. 

        А если ещё немного "поднапрячь" свои мозги, то можно попробовать ещё добавить чуточку усиления дифф.каскаду - применить "виртуальную" нагрузку в виде "источников тока" или "токового зеркала" ! Ого, как я загнул... Конечно, это будет "вписываться" в дифф.усилитель или смеситель для "аудио-варианта", т.е. когда выходным напряжением дифф.смесителя будут сигналы НЧ. Это для использования в приёмниках прямого преобразования, если что... 😄 Дополнительное усиление я вам гарантирую, "на ровном" месте - ведь в каскадах по топологии с ОЭ  --> усиление прямо пропорционально величине нагрузки ! Почему "токовое зеркало" или "источник тока" спросите вы? И ваш вопрос будет "резонно-правильным". Я отвечу - если банально увеличивать активную нагрузку в коллекторах верхней пары дифф.каскада, то рано или поздно, мы перейдём в режим "микротоков" работы этих транзисторов ! При каких-то других обстоятельствах - режим микротоков - это даже находка, но не в нашем случае - не забываем у нас СМЕСИТЕЛЬ, а не просто усилитель. Скажем так - работать смесителю в режиме "микротоков" совсем не комильфо ! А отсюда прямо вытекает ошибочность такого подхода - банально увеличивать R-нагрузку дифф.усилителя нельзя.Вернее можно, но до разумных пределов. А введение "токового зеркала" или "источников тока" увеличит эти пределы нагрузки лишь "виртуально" т.е. НЕ уменьшая токи через транзисторы ни на грамм. Т.е. верхняя пара транзисторов, в своих коллекторах, будет "видеть", именно, относительно большУю нагрузку - в десятки кОм. Соответственно, вырастет усиление этих каскадов, и крутизна преобразования(смешения частот). 

        Вот, оказывается, сколько «положительных» моментов мы получили, добавив всего парочку транзисторов ! Не устаём повторять – Всё гениальное – просто. Это не я придумал...😄 Остаётся только ознакомиться со схемами дифф.смесителей, которые я использовал в своих приёмниках как ППП, так и супергетеродинного типа. Смотрим ниже …

 

Рис.25.2 

 

Рис.25.3 

 

Рис.25.4 

 

Рис.25.5

 

Рис.25.6 

 

Рис.25.7

 

Рис.25.8 

 

Рис.25.9 

 

Рис.25.10

 

Рис.25.11 

 

Рис.25.12 

 

Рис.25.13 

 

Рис.25.14 

 

Рис.25.15 

 

Рис.25.16 

 

Рис.25.17 

 

Рис.25.18 

 

Рис.25.19 

 

Рис.25.20 

 

Рис.25.21 

 

Рис.25.22 

 

Рис.25.23 

 

Рис.25.24 

 

Рис.25.24 

 

Рис.25.25 

 

Рис.25.26

 

 

 Успехов в вашем хобби ...