Приветствую всех участников и гостей этой темы форума!
Разбираясь с ключевым смесителем, я столкнулся с небольшим препятствием, которое выражалось в несовпадении расчетной частоты среза RC фильтра, установленного после смесителя, с частотой среза так сказать в натуре . Использовался ФНЧ первого порядка. При R=1,2 кОм и С=47нФ расчетная частота среза в соответствии с формулой
F=1/2пиRC
составляет около 2,8кГц.
При измерениях полоса фильтра оказывалась намного уже расчетной.
Причина несоответствия состояла в том, что не учитывалась форма сигнала на выходе смесителя. Если на ФНЧ поступает сигнал в виде импульсов со скважностью равной двум, то кажущееся сопротивление для конденсатора фильтра имеет величину в два раза выше реального.
При уменьшении сопротивления фильтра в два раза, т.е. взяв R=600 Ом, измеренная полоса ФНЧ совпала с расчетной.
Объясняется это довольно просто. Средний ток через одну и ту же нагрузку при импульсном напряжении (при Q=2) будет в два раза меньше, чем при постоянном напряжении той же амплитуды.
Я проверил это предположение и для других вариантов сигнала на выходе смесителя.
При сигнале на выходе смесителя со скважностью Q=4, измеренная полоса совпала с расчетной при R=300 Ом, т.е. при R в четыре раза меньше расчетного.
При использовании двойного балансного смесителя, когда на его выходе одну половину периода идет прямой сигнал, а вторую инверсный, т.е. при Q=1, измеренная полоса совпала с расчетной при R=1,2 кОм.
Таким образом, при расчете ФНЧ после ключевого смесителя, необходимо учитывать скважность сигнала на его выходе, чтобы избежать неоправданного сужения полосы пропускания. Формула для расчета частоты среза ФНЧ при этом примет следующий вид:
F=1/2пиRCQ
Необходимо также отметить, что внутреннее сопротивление источника сигнала Rвн и сопротивление ключа Rкл суммируются с расчетным сопротивлением R (см. Рис.1). Если расчетное сопротивление R много больше Rкл и Rвн, то последние два можно не учитывать, но если эти сопротивления одного порядка, то, для того чтобы полоса пропускания не уменьшилась, эти сопротивления нужно учесть, уменьшив расчетное сопротивление фильтра R на величину Rвн и Rкл. Если при этом разность получится отрицательной, то нужно сделать перерасчет ФНЧ приняв R ≥ Rвн + Rкл
Из Рис.1 следует также, что попытки поставить добавочные сопротивления для уменьшения разброса сопротивления ключей смесителя ничего не дают, кроме сужения полосы пропускания ФНЧ. Точность передачи сигнала (или уменьшение влияния разброса сопротивлений ключей смесителя) зависит от величины сопротивлений R или Rвн. Если R >> Rкл или Rвн>>Rкл, то влияние Rкл можно не учитывать.
Место установки сопротивления R (до ключа или после) на работу схемы влияния не оказывает.
Эти выводы конечно чисто практические, без соответствующего мат. обоснования, и они представлены для ваших добавлений, критики и комментариев.
73! Николай.