В 60-х в промышленных КВ трансиверах и приемниках начали широко применяться транзисторы, в том числе и в смесителях. Первые транзисторные смесители были одном транзисторе. Принимаемый сигнал подавался обычно на базу, а сигнал гетеродина - в цепь эмиттера.
В цепь коллектора включается контур, настроенный на частоту ПЧ.
Таким был, например смеситель приемника GC-1A Mohican, который появился в 1960 году.
Схема его очень проста и полностью выполнена на транзисторах.
Все в соответствии с рис. 1: сигнал - на базу, ГПД - на эмиттер, контур ПЧ - в цепи коллектора.
Похожее решение, только в реверсивной версии, используется в лампово-полупроводниковом трансивере SB-33. Ламповым является только драйвер и УМ передающего тракта.
В обоих смесителях работают два транзистора: один из них работает на прием, другой - на передачу. Но схема каскада соответствует типовой.
Вместо биполярного транзистора можно поставить полевой, но суть от этого не меняется.
Примером такого смесителя является первый смеситель приемника IC-700R.
Принятый сигнал усиливается каскодным усилителем и подается на затвор смесителя. А на его исток подается сигнал от ГПД. В стоковую цепь включен контур, настроенный на частоту ПЧ=9 МГц.
Но век небалансных смесителей оказался недолог из-за их недостатков. В таком смесителе на его выход проникает как входной сигнал, так и сигнал гетеродина. Чтобы избавиться от них на выходе должен стоять высокодобротный контур, настроенный на частоту ПЧ. Но разница в использовании полевых и биполярных транзисторов есть и она достаточно значима.
Но век небалансных смесителей оказался недолог из-за их недостатков, хотя в вещательных приемниках они жили до широкого внедрения микросхем. На смену им пришли более сложные балансные смесители на биполярных и полевых транзисторах. Давайте попробуем взглянуть на простейшую схему такого смесителя.
Мне бросился в глаза тот факт, что в этой схеме всего по два: два транзистора, два резистора, два конденсатора и два ШПТЛ-трансформатора. Резистор R1 устанавливает рабочую точку транзисторов, при условии тождественности их характеристик, иначе придется добавить деталей для симметрирования.
Принцип работы не сложен: Смесительные транзисторы возбуждаются источником сигнала противофазно, а гетеродином — синфазно. При этом токи транзисторов через выходной контур текут встречно, и выходное напряжение пропорционально их разности.
Напряжение гетеродина на смесительные транзисторы подано синфазно, поэтому составляющие токов с частотой гетеродина, его гармоник и шумов взаимно компенсируются на выходном трансформаторе и не проникают в цепь ПЧ.
Под действием напряжения гетеродина меняется крутизна характеристики каждого из транзисторов. Так как напряжение сигнала действует на транзисторы смесителя противофазно, то составляющие тока промежуточной частоты также противофазны и складываются.
Следует добавить, что данный смеситель работает в активном режиме, т.е. он дает не затухание сигнала (-5 - 57 дБ), как диодный, а усиление (более 10 дБ). И. конечно, вместо биполярных транзисторов с еще бОльшим успехом можно использовать полевые.
Но балансные смесители/модуляторы не дети транзисторного века. Вот схема смесителя на лампах, опубликованная в журнале Радио №9 за 1949.
Каковы достоинства балансных смесителей?
Как видите, разница существенная и все, кроме простоты схемы, в пользу балансных смесителей.
Но вернемся к схеме на рис. 8. Не обязательно подавать радиосигнал в цепь базы, а сигнал гетеродина - в цепь эмиттера, можно и наоборот. В этом случае нужна гораздо меньшая мощность сигнала гетеродина. Наблюдать обе эти разновидности смесителей, только выполненных на полевых транзисторах, можно в схеме приемного тракта трансивера FT757GX.
В первом смесителе радиочастотный сигнал подается через фазовращающий трансформатор на истоки полевых транзисторов, а сигнал ГПД - на соединенные друг с другом затворы. Контур в цепях стока настроен на частоту первой ПЧ1=47 МГц.
Во втором смесителе сигнал ПЧ1 подается через резонансный фазовращатель на затворы транзисторов, а сигнал генератора - на их истоки. Сигнал ПЧ2 выделяется контуром, включенном в цепи стоков.
А вот в своем приемнике FRG-100 инженеры Yaesu поступили наоборот: в первом смесителе используется балансный смеситель с подачей сигнала гетеродина в цепи эмиттеров.
А во втором смесителе сигнал подается в цепи соединенных затворов.
Такой же балансный смеситель на полевых транзисторах используется и в Kenwood TS-430S.
Эта схема интересна тем, что в ней есть элемент, позволяющий симметрировать смеситель - это подстроечный резистор. указанный стрелкой.
Конечно, понятно, что двойной балансный смеситель лучше, чем простой, там на выходе подавлен и входной сигнал и сигнал гетеродина
В этом случае используются три симметрирующих трансформатора: ТР1 - для входного сигнала, Тр2 - для сигнала гетеродина, резонансный Тр3 - для выходного сигнала ПЧ1.
Ну и как не вспомнить высокоуровневый двойной балансный смеситель на биполярных транзисторах средней мощности конструкции Владимира Владимировича Дроздова (RA3AO) .
Вот такой небольшой экскурс в область балансных смесителей на транзисторах.
Всем здоровья и успехов!