RE: Mikser na układzie SD8901HD
Jest to dość skomplikowana sprawa.
Stosuje się w praktyce dwa rodzaje sterowania mieszaczy. Układy scalone z komórką Gilberta oraz klasyczne mieszacze diodowe zasila się sygnałem czysto sinusoidalnym.
Tutaj występują dwa sprzeczne ze sobą kryteria. Amplituda nie może być za mała, bo nie wysteruje elementów kluczujących, nie osiągnie się w ten sposób wystarczającego IP3, ale też nie może być za duża aby widmo wyjściowe nie było zbyt zaśmiecone.
Mierząc IP3 i jednocześnie obserwując widmo na analizatorze widma można praktycznie dobrać właściwą amplitudę heterodyny dla mieszaczy analogowych.
W ostatnich czasach rozpanoszyły się mieszacze z kluczami analogowymi sterowanymi cyfrowo. Ponieważ od strony heterodyny są to układy w czystej postaci cyfrowe, wymagają one sygnałów prostokątnych do sterowania kluczy. Tu nie mamy wyboru i nie możemy polepszyć widma wyjściowego poprzez obniżenie amplitudy. Sygnał musi być podany w takim standardzie cyfrowym jaki reprezentuje sobą klucz analogowy wykorzystany jako mieszacz.
Wszystkie typy mieszaczy zarówno analogowe jak i te z kluczami sterowanymi cyfrowo działają na tej samej zasadzie - są układami mnożącymi. Użycie do mnożenia sygnałów prostokątnych daje możliwość uzyskiwania bardzo dużej odporności mieszaczy na intermodulację, ale jednocześnie pociąga za sobą wytwarzanie bardzo bogatego widma na wyjściu. Niektórzy producenci sprzętu wykorzystują mieszacze na kluczach cyfrowych tylko w odbiornikach, a w nadajnikach stosują klasyczne rozwiązania. Wykorzystując klucze stosują czasem na ich wejściu i wyjściu dodatkowe dławiki, a nawet całe filtry wycinające wyższe harmoniczne sygnału heterodyny, aby nie wydostawały się wstecznie (dla RX) do anteny.
Dobrym rozwiązaniem jest zastosowanie wzmacniacza w.cz. w RX. Oprócz wzmocnienia daje on separację sygnału i zmniejsza przenikanie wsteczne sygnału z mieszacza do anteny. W przypadku homodyn najbardziej zależy nam na obniżeniu cieknącej nośnej, słyszalnej wyraźnie w pobliżu takiego odbiornika, a przy okazji poziom harmonicznych zakłócających łaczność UKF jest też mniejszy.
I jeszcze jedna ciekawostka. W wielu mieszaczach, a w szczególności diodowych, ze względu na nieliniową ch-kę elementów następuje i tak zamiana sygnałów na prostokątny. Widmo wyjściowe zależy od tego jak łagodne są zbocza i jaki mają kształt. Każdą funkcję o dowolnym kształcie można rozłożyć szeregiem Fouriera i przemnożyć - tak robią teoretycy obliczając widma wyjściowe, czyli ilość prążków na wyjściu. Można teoretycznie dobrać kształt funkcji sterującej, aby na wyjściu prążków było najmniej.
A tak bardziej na chłopski rozum to elementy używane do budowy mieszaczy mają nieliniowe ch-ki. W praktyce objawia się to tym, że aby włączyć element potrzebna jest określona wartość sygnału. Przykładowo dioda krzemowa otworzy się ( zacznie przewodzić) przy napięciu 0,7V. I teraz jeśli do mieszacza doprowadzimy amplitudę mniejszą to diody nie będą się otwierać i mieszacz nie będzie pracował. Po lekkim zwiększeniu amplitudy sinusa sterującego będzie on otwierał diody tylko w szczytach przebiegu. Kąt otwarcia diód w mieszaczu będzie mały. Kąt otwarcia jest to czas otwarcia kluczy w odniesieniu do okresu przebiegu sterującego wyrażony w stopniach. To trochę jak odkręcanie kranu z wodą, najpierw trochę po kropelce, a potem coraz większy strumień. Sygnał wejściowy w takiej sytuacji tylko częściowo przedostanie się w przemnożonej postaci do wyjścia mieszacza. Tłumienie będzie bardzo duże.
W tej sytuacji pojawienie się na wejściu mieszacza dużego sygnału może też wyzwolić diody i będziemy mieli intermodulację. Zwiększenie amplitudy sygnału sterującego powoduje, że kąt otwarcia będzie duży, diody w pełni wysterowane. Tłumienie będzie małe. Z powodu przepływu dużego prądu sterującego otwieraniem diód, małe sygnały wejściowe już nie będą mogły tak łatwo zmienić ich punkt pracy, w związku z tym odporność na intermodulację będzie duża.
Przy dużej amplitudzie sygnału heterodyny, kąt otwarcia klucza diodowego jest duży, ale nigdy nie będzie tak duży dla sinusa jak może być duży dla sygnału prostokątnego. Z tąd tłumienie mieszaczy sterowanych prostokątem jest mniejsze. Gdy mieszacz diodowy wysterujemy zbyt dużą mocą diody mogą nie wytrzymać, dlatego istnieją specjalne rozwiązania ze zwiększoną ilością diód.
|
