Нужен ли в приемнике диплексер?

От гуру схемотехники тов. Рэда вошел в обиход очень интересный узел, стоящий между смесителем и УПЧ. Вот как выглядит эта схема в книге "Схемотехника радиоприемников", вышедшая в 1989 году:

Рис. 1.

А вот как выглядит диплексер в следующей книги Э. Рэда "Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике", вышедшей через год:

Рис. 2.

В первой книге о диплексере написано вот что:

Во второй книги все короче:

Остается не очень понятным, зачем нужен диплексер: то ли для согласования, то ли для выделения определенных частот, то ли и для того и для другого. Давайте попробуем разобраться в работе это таинственного узла.

Рис. 3.

Диплексер состоит из двух контуров: параллельного и последовательного, а так же резистора R1. В идеале выходное сопротивление смесителя и входное сопротивление УПЧ должны быть равны (в 50-омной технике - 50 Ом), поэтому сопротивление R1 также должно быть близко к ним.

У параллельного контура на резонансной частоте сопротивление максимально (сотни Ом - десятки кОм), красная кривая на графике, а последовательного контура - минимальна (единицы - десятки Ом).

Таким образом на резонансной частоте сопротивление контура много больше сопротивления и он особой роли не играет, ток через параллельный контур минимальный, а сопротивление последовательного контура минимально и сигнал свободно проходит через него на сопротивление нагрузки.

Для частот, отличных от резонансной, сопротивление параллельного контура падает и начинает вносить свою долю R1, а сопротивление последовательного контура растет, уменьшая проникновение сигнала на сопротивление нагрузки.

В результате в точке А сопротивление будет практически постоянным в широкой полосе частот (при соответствующем подборе добротностей контуров), что оказывает, как говорят, положительное влияние на работу смесителя, увеличивая его динамический диапазон, уменьшая шумы (?) и т.д.

Давайте прогоним модель диплексора на частоту ПЧ = 8 МГц в LTspice.

Рис. 4.

Все подтверждается: в точке А амплитуда и фаза сигнала практически не меняются в полосе 3 - 30 МГц. Выходное сопротивление смесителя я принял равным 300 Ом (диодный кольцевой смеситель), таким же я выбрал и сопротивление нагрузки и сопротивление R1. В точке Б имеем АЧХ контура с очень небольшой добротностью и избирательностью. Говорить о выделении ПЧ при такой АЧХ затруднительно.

В общем, теория подтверждается, имеем частотно независимую точку А, обеспечивающую постоянное сопротивление нагрузки для смесителя, КСВ=1. Но диплексор - это конец тракта ПЧ, а его начало. К нему нужно подключить каскад УПЧ, Подключаем:

Рис. 5.

Вот тут вся благость исчезает. Ни в одной из точек сопротивление не постоянно. В точке А сопротивление резко падает (аж на 20 дБ, т.е. в 10 раз) на резонансной частоте, и только на достаточном удалении от резонанса сопротивление становится постоянным. А как же динамический диапазон и шумы? Вопрос висит в воздухе.

А не проще между смесителем поставить простой контур, настроенный на частоту ПЧ?

Рис. 6.

На сколько более избирателен контур по сравнению с диплексером! Это значит, что он будет лучше ослаблять побочные продукты преобразования и шумы за полосой пропускания.

Но это мое мнение. А каково мнение фирм, выпускающих технику КВ? Начнем с Elecraft.

Рис. 7.

В "лучшем аппарате для CW" К2 с отличной динамикой - никакого диплексора, мало того, и никакой избирательной системы между смесителем и УПЧ. Т.е. все продукты попадают в УПЧ и взаимодействуют на нелинейностях транзистора.

Теперь Kenwood, TS-820:

Рис. 8.

Здесь на выходе смесителя стоит контур с достаточно высокой добротностью, частично подключенный в фильтру.

А как в ICOM? Вот пример - IC718:

Рис. 9.

Активный смеситель на полевиках нагружен на трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к катушке связи контура, нагруженного на фильтр.

IC-7610:

Рис. 10.

Здесь никаких селективных элементов совсем нет.

И в моем FT857 тоже обошлось без диплексера:

Рис. 11.

А контур - есть (выделен синим пунктиром).

В общем, я не нашел ни одного импортного трансивера. где был бы этот самый диплексер.

А как обстоит дело в наших любительских трансиверах? В "Радио-76" - нет диплексера.

Рис. 12.

А контур по схеме на рис. 6 есть (выделен синим пунктиром).

Никто, думаю, не сомневается в компетентности В.В. Дроздова, но у него тоже нет диплексера:

Рис. 13.

В более современном YES2002 диплексера нет и в помине, а для согласования выхода смесителя с кварцевым фильтром используется П-контур, довольно редкое решение.

Рис. 14.

Ну а где же кроме Рэда можно увидеть это чудо? Есть такие конструкции! Например, трансивер BIZON-06 конструкции Валерия Ивановича Селиверстова (UA4LKT).

Рис. 15.

Вот такой он, неуловимый диплексер. Вроде он есть, а вроде и не кому, за редким исключением, не нужен. Наверно, в нем что-то есть, но никаких видимых преимуществ он не дает, иначе его бы использовали в большинстве промышленных конструкций.

Всем здоровья и успехов!