4.4. Коэффициент передачи преобразователя.

Найдем коэффициент передачи преобразователя, принципиальная схема которого приведена на рис. 3.

Рис. 3. Транзисторный преобразователь частоты

Для этого представим эквивалентную схему АЭ в режиме преобразования, соответствующую системе уравнений (10), в виде активного четырёхполюсника в соответствии с рис. 4, а.

Рис. 4. Эквивалентная схема АЭ в режиме преобразования: а - полная схема; б - упрощенная схема

В транзисторном преобразователе проводимость оказывается значительно меньшей по сравнению с другими проводимостями, и ею в первом приближении можно пренебречь. Тогда эквивалентная схема АЭ принимает вид, представленный на рис. 4, б. Из этого следует, что входные и выходные цепи транзисторного преобразователя оказываются развязанными между собой и их можно анализировать независимо друг от друга.

С учетом сделанного упрощения АЭ составим эквивалентную схему выходной цепи преобразователя в соответствии с рис. 5

Рис. 5 - Эквивалентная схема выходной цепи преобразователя: gн- проводимость нагрузки; gк - собственная проводимость контура при резонансе, m1 и m2 - коэффициенты включения АЭ и нагрузки в контур.

Анализируя эквивалентную схему, находим, что

(24)

где - коэффициент передачи преобразователя;

- проводимость нагруженного контура;

;

- индуктивность контура;

- собственное затухание контура.

Часто напряжение гетеродина с целью ослабления проникновения его в каскады, предшествующие преобразователю, подают в эмиттер транзистора смесителя в соответствии с рис. 6.

Сопротивление R4, на которое подается напряжение гетеродина, приводит к обратной связи в преобразователе. С учетом этого сопротивления коэффициент передачи преобразователя записывается как

(25’)

где - постоянная составляющая крутизны АЭ.

Рис. 1.6. Транзисторный преобразователь частоты при подаче напряжения гетеродина в эмиттер транзистора смесителя

Выражение для коэффициента передачи преобразователя в усилительном режиме аналогично выражению (25’) с той лишь разницей, что крутизна характеристики АЭ в режиме преобразования заменяется на крутизну характеристики АЭ в усилительном режиме

(25)

Коэффициент передачи преобразователя зависит от амплитуды напряжения гетеродина Uг. Это объясняется тем, что от величины Uг зависит величина крутизны преобразования

Для примера рассмотрим преобразователь, собранный на полевом транзисторе. Проходная характеристика транзистора может быть

представлена в виде

при (26)

где - напряжение между истоком и затвором.

В интервале напряжений от до крутизна характеристики транзистора

. (27)

Выберем постоянное напряжение между затвором и истоком такой величины, чтобы рабочая точка транзистора располагалась в середине интервала от до , тогда при подаче на преобразователь напряжения гетеродина

(28)

амплитуда которого находится в пределах

(29)

изменение крутизны транзистора во времени составит

(30)

В соответствии с определением крутизны преобразователя имеем . Таким образом, при выборе начального положения рабочей точки транзистора на квадратичном участке проходной характеристики крутизна преобразования пропорциональна амплитуде напряжения гетеродина. При выходе рабочей точки АЭ под воздействием напряжения гетеродина за пределы квадратичного участка проходной характеристики транзистора пропорциональность между величинами _и нарушается.