Re: Смеситель: новый взгляд или повторение пройденного?
Цитата:
Сообщение от Oleg 9
to sev_n_v
Николай, ваша ошибка в том, что считали коэфф. преобразования по напряжению, а не по мощности сигнала.
Это из той же области, что "ставим трансформаторы, а усилители нафиг не нужны". :)
Полностью согласен.
Раз уж говорим о теории, то, допустим, у нас есть такой трансформатор, который способен работать на тех самых частотах 0...3 кГц. Включаем в схему sev_n_v такой трансформатор между смесителем и ОУ как повышающий (что делать имеем полное право, т.к. выходное сопротивление смесителя относительно низкое, а входное сопротивление ОУ высокое) и получаем дополнительное многократное повышение коэффициента передачи. И, поскольку шум ОУ на порядки превышает собственные шумы ключа, получаем и почти такое же улучшение отношения сигнал/шум. Что это, получили коэффициент шума схемы выше теоретического? Да нет, всего лишь немножко приблизились к теоретическому пределу --- тому самому, когда смеситель работает в согласованном режиме, т.е. отдаёт в нагрузку без потерь всю свою выходную мощность. Который известен, и составляет 3,9 дБ для "классического" смесителя и 0,9 дБ для смесителя с фазовой компенсацией зеркального канала. Но поскольку в реальной схеме никакого трансформатора нет, смеситель мы, по сути, недоиспользуем. И величину потерь, возникших из-за этого недоиспользования (равных 20lg отношения напряжения полезной составляющей, которое было бы на входе ОУ, будь у нас между выходом смесителя и входом ОУ повышающий трансформатор, к тому напряжению полезной составляющей, которое имеем без трансформатора) мы должны прибавить к "теоретическому" коэффициенту шума смесителя. Величина этой "поправки" также приблизительно равна 20lg от квадратного корня из отношения входного сопротивления ОУ к выходному сопротивлению смесителя --- и это вещь, достаточно большая. Т.е., попросту говоря, такой смеситель обладает довольно большим коэффициентом шума.
Похожие дела и со скважностью. Если смеситель работает фактически в режиме ХХ, то потери мощности роли не играют, но при этом он сильно по энергетике недоиспользуется (см. пример с "идеальным" трансформатором). Как только мы захотели смеситель использовать энергетически полностью, нагрузив его на реальную нагрузку посредством согласования с ОУ, так сразу же столкнёмся с негативным влиянием увеличения скважности. Можно просто сказать, что энергия сигнала прямо пропорциональна его длительности, и в случае смесителя энергия максимальна, когда длительность гетеродинного импульса равна половине периода этого импульса (для смесителей, работающих на "половинной" частоте гетеродина --- соответственно, 1/4). Но кому не лень, могут проверить и чисто математически --- на стр.25 книжки Дроздова имеется разложение в ряд Фурье для ключевого смесителя, работающего при скважности гетеродина, равной 2. Аналогичное разложение можно проделать, вообще-то, и для любой другой скважности. После чего сравнить величины коэффициентов при "полезных" членах ряда --- кто это проделает, увидит, что как скважностью ни крути, а максимальный коэффициент будет всегда в том случае, когда у гетеродина скважность 2. Соответственно, и уровень полезной компоненты при этом максимален. А чем он больше, тем лучше отношение сигнал/шум.
Возникает закономерный вопрос --- а почему в УВХ нет проблем с шумами? Ответ, на самом деле, достаточно прост. А никто и никогда не ставит УВХ на самом входе тракта --- перед устройствами дискретизации всегда присутствует усиление, и достаточно большое. А теперь вспоминаем опять классику --- что определяет коэффициент шума тракта, вход, либо выход? То-то и оно, что вход. Т.е. на УВХ в реальной жизни сигнал поступает уже в смеси с шумами входных каскадов. Используя в УВХ короткий стробирующий импульс, мы уменьшаем энергию сигнала. Но мы в равной степени уменьшаем и энергию смешанных с этим сигналом шумов входных каскадов. Поэтому до определённого предела и не видим ухудшения отношения сигнал шум. Точно также, как не видим ухудшения отношения сигнал/шум, вводя аттенюатор на выходе тракта, а не на его входе --- потери энергетики в этом случае компенсируются предшествующим затухателю усилением.
Ну а вывод прост. Вечных двигателей не бывает, и физику не обманешь. УВХ известны всем, и не один десяток лет. Но никто их на входе малошумящего тракта не применяет, и тому есть причины, о которых было сказано выше. Аналогично и со смесителями "на основе УВХ". Более того, использование смесителей "на коротких гетеродинных импульсах" даже и на выходе тракта, после узкополосной фильтрации, совершенно бессмысленно. Первое --- не нужные никому потери мощности сигнала. Смысл --- сперва усиливать, а потом усиленное гасить? Второе --- спектр --- и увеличение чувствительности смесителя по побочным каналам приёма (на гармониках гетеродина), и увеличение уровня побочных продуктов на выходе. Без какой-либо пользы взамен.
73!
Re: Смеситель: новый взгляд или повторение пройденного?
Цитата:
Сообщение от Илья RW3FY
Раз уж говорим о теории, ...
Уточню такой момент. Минимальный коэфф. шума у распространённых ОУ (NE5532, NE5534), включенных по схеме неинвертирующего усилителя с обратной связью, получается при сопротивлении источника сигнала 1-5 кОм. К такому сопротивлению и нужно трансформировать вых. сопротивление смесителя. При том, что входное сопротивление ОУ может составлять десятки и даже сотни килоом. Такой парадоксальный, на первый взгляд, эффект обусловлен токовой компонентой шума входного каскада. Так что и без НЧ трансформатора, при правильном выборе сопротивления смесителя и согласовании с ДПФ, коэфф. шума не так уж далёк от теоретически достижимого.
С тем, что максимальный коэфф. передачи смесителя получается при равной длительности времени открытого и закрытого состояния ключа - согласен.
Re: Смеситель: новый взгляд или повторение пройденного?
Цитата:
Сообщение от Oleg 9
Уточню такой момент. Минимальный коэфф. шума у распространённых ОУ (NE5532, NE5534), включенных по схеме неинвертирующего усилителя с обратной связью, получается при сопротивлении источника сигнала 1-5 кОм. К такому сопротивлению и нужно трансформировать вых. сопротивление смесителя. При том, что входное сопротивление ОУ может составлять десятки и даже сотни килоом. Такой парадоксальный, на первый взгляд, эффект обусловлен токовой компонентой шума входного каскада. Так что и без НЧ трансформатора, при правильном выборе сопротивления смесителя и согласовании с ДПФ, коэфф. шума не так уж далёк от теоретически достижимого.
Речь, скорее, о наличии самого факта недоиспользования смесителя по отношению сигнал/шум. Конкретная его величина, безусловно, для различных ситуаций может быть разной, в том числе и не очень большой. Хотя, на мой взгляд, для малошумящего приёмника "лишние" потери в 1...3 дБ на стыке "пассивный смеситель/его нагрузка" --- это уже достаточно много, а 3...6 дБ --- катастрофически много.
73!