Балансные смесители работают на принципах сбалансированного ВЧ моста. Важным достоинством таких смесителей является хорошее подавление мешающих сигналов, в том числе и сигналов гетеродина. Существуют также схемы с двойной балансировкой, которые кроме подавления сигнала гетеродина подавляют и входной ВЧ сигнал. Если балансный смеситель выполнен на малошумящих элементах, то это еще больше увеличивает достоинства такого смесителя.


Особого внимания заслуживают смесители на полевых транзисторах, включенных как управляемые активные сопротивления. Схема балансного смесителя дана на рис. 1.

К достоинствам такого смесителя относится также очень малая мощность, потребляемая от гетеродина, поэтому гетеродин почти не нагружается, что очень важно для УКВ аппаратуры, в смысле стабильности частоты.

При малых напряжениях сток-исток, независимо от его полярности, канал полевого транзистора ведет себя как обычное активное сопротивление. Значение этого сопротивления можно изменять от нескольких МОм при запирающем напряжении на затворе до сотен Ом.

Таким образом, если подать гетеродинное напряжение на затвор, получится почти идеально подходящий для смесителей линейный элемент, управляемый только напряжением гетеродина (но не напряжением сигнала), что обеспечивает высокую помехоустойчивость и реальную селективность.

В схеме рис.1 транзисторы отпираются лишь попожительными полуволнами гетеродинного напряжения. Если в эти моменты мгновенное напряжение сигнала также положительно, на выходе смесителя выделится постоянное положительное напряжение.

При перемене фазы входного сигнала на обратную, к каналам транзисторов в моменты его отпирания будет приложено отрицательное напряжение, такое же напряжение будет и на выходе. Поскольку частоты ВЧ сигнала и гетеродина различны (на ПЧ) на выходе выделится сигнал ПЧ, поступающий через ФСС в УПЧ.

В схеме хорошо работают транзисторы КП301, КП302. КП303, КП305. Желательно выбрать тип транзистора с напряжением отсечки, близким к нулю. В противном случае правый по схеме вывод резистора R1 следует подключить к источнику смещения с напряжением, примерно равным напряжению отсечки.

Мощность входного ВЧ сигнала может достигать десятков милливатт. Шумы смесителя малы, поскольку через канал транзистора протекает лишь очень слабый ток сигнала. При этом полевые транзисторы шумят немногим больше обычного активного резисто ра с сопротивлением, равным усредненному сопротивлению канала.

Развязка входных и гетеродинных цепей определяется емкостью затвор-сток транзистора и является значительной в балансной схеме. Здесь паразитные емкости и симметричная катушка связи L2 образуют для гетеродинного напряжения сбалансированный мост. Катушки L2 и L3 могут быть намотаны непосредственно поверх обмоток соответствующих катушек УВЧ и УПЧ.

При этом каждая из этих катушек может иметь 3...6 витков скрученных вместе двух изолированных проводов, затем начало одного провода этой катушки соединяется с концом провода второго. Это соединение образует точку. которая должна быть заземлена. Конец первого и начало Второго провода соединяются с соответствующими выводами транзисторов VT1 и VT2.

Более подробно создание катушек связи из скрученных вместе проводов будет рассмотрено далее.

В радиолюбительской литературе описана схема еще одного интересного смесителя. На рис. 2 приведена схема подобного смесителя, но предназначенного для выделения промежуточных частот.

Смеситель содержит два полевых транзистора, каналы которых соединены параллельно и включены в цепь сигнала На затворы транзисторов подано противофазное напряжение гетеродина С симметричной вторичной обмотки ВЧ трансформатора Т1.

Интересно то, что этот смеситель не требует симметрирующего ПЧ трансформатора, а частота гетеродина должна быть вдвое ниже обычной для этого диапазона.

Развязка входных и гетеродинных целей весьма значительна (более 60...70 дБ), во-первых. благодаря тому, что паразитные емкости затвор-сток транзисторов включены в диагонали сбалансированного моста, и. во-вторых, за счет селективных свойств входного контура, настроенного на частоту, вдвое отличающуюся от частоты гетеродина.

В смесителе по схеме рис. 2 хорошо работают транзисторы КП301 или им подобные с ««правой»» характеристикой. Канал этих транзисторов начинает проводить при напряжении на затворе около 5 В. поэтому амплитуда гетеродинного напряжения на каждой из половин вторичной обмотки трансформатора Т1 должна достигать 6...7 В.

Смеситель можно собрать и на полевых транзисторах с р-n переходом, например серии КП303. На средний вывод обмотки трансформатора в этом случае следует подать напряжение смещения около - 3 В. чтобы при отсутствии переменного напряжения гетеродина каналы транзисторов были заперты. Оптимальное напряжение гетеродина для транзисторов КП303 составляет 1.5...2 В.

Практические испытания этого смеситепя в диапазоне 28 МГц в конструкции приемника прямого преобразования подтвердили его ожидаемые высокие параметры. Чувстеитель-ность приемника с этим смесителем достигала 0,25...0.3 мкВ даже без УВЧ. Подавление внедиапазонных AM сигналов превосходило 70 дБ. такого же порядка было и ослабление гетеродинного напряжения на входе приемника.