5.9. Кільцеві перетворювачі частоти

Для усунення взаємного зв'язку ланцюгів сигналу і гетеродина, а також компенсації струмів сигналу і гетеродина в навантаженні перетворювача частоти застосовують подвійні балансні перетворювачі частоти, звані кільцями. Схема називається кільцем тому, що діоди в ній включені так, що утворюють кільце з односторонньою провідністю (мал. 5.16).

М ал. 5.16. Схема кільцевого діодного перетворювача частоти

Напруга гетеродина в цій схемі підводиться до середніх точок котушок зв'язку Lзв1і Lзв ₂. Тому схема має всі властивості балансного перетворювача частоти. Напруга сигналу в цій схемі вводиться в одну діагональ моста (крапки а і б). При однакових параметрах діодів і симетрії схеми напруги сигналу в другій діагоналі моста (крапках в і г) буде рівне нулю. Оскільки котушка зв'язку Lзв2 включена в другу діагональ моста (крапки в і г), то у вихідному контурі не буде напруги з частотами сигналу і його гармонік.

Комбінаційні частоти парних порядків, а також частоти і гармоніки сигналу і гетеродина компенсуються і на виході перетворювача частоти не створюють напруги. Таким обра-

зом, в спектрі частот на виході кільцевого перетворювача частоти є тільки комбінаційні частоти fг—fc і fг+fс.

Кільцева схема перетворювача частоти має значні переваги в порівнянні з простими і балансними схемами. Основне з них полягає в тому, що на виході кольцевого-перетворювача частоти створюється менше, ніж в інших схемах, число додаткових комбінаційних частот, які необхідно пригнічувати виборчими ланцюгами (фільтрами), що включаються на його виході. Кільцева схема забезпечує коефіцієнт передачі напруги більший, ніж в інших схемах.

Як нелінійні елементи в кільцевих перетворювачах частоти застосовують діоди з бар'єром Шотки. При великій напрузі сигналу і перешкод в кожне плече перетворювача включають декілька діодів. При цьому вхідна напруга розподіляється між включеними послідовно діодами. До кожного діода виявляється прикладеною невелика напруга. Це приводить до зменшення нелінійних спотворень.

Зменшення числа комбінаційних частот може бути досягнуте при строгому симметрировании схеми. Для цього слід підбирати діоди з однаковими параметрами. З метою кращого вирівнювання параметрів діодів їх шунтують резисторами.

Для остаточного придушення комбінаційних частот на виході перетворювача застосовують ФЗС.

Перетворювачі частоти на тунельних діодах можуть бути виконані як по схемі з окремим гетеродином, так і по схемі з суміщеним гетеродином. Перетворювачі частоти з окремим гетеродином, що працюють в області позитивної провідності діода, в порівнянні з іншими перетворювачами працюють в ширшому діапазоні частот, мають менші втрати перетворення і менший коефіцієнт шуму. У перетворювачі частоти з суміщеним гетеродином для генерування коливань з частотою гетеродина робоча крапка вибирається на падаючій ділянці вольт-амперної характеристики діода, тобто в області негативної провідності. Діод :выполняет функції і перетворювача і гетеродина. Це ускладнює настройку і регулировку і знижує стабільність параметрів перетворювача, але при цьому можна отримати коефіцієнт 'передачі перетворювача більше одиниці.