nedoPC.org

Джентльмены, подскажите, если кто лучше разбирается, в каком моменте я затупил...

Понадобилось мне сделать генератор на частоту, которую мне измерить нечем.
И я решил, что померяю гетеродинным методом - соберу нужный мне генератор,
и генератор с кварцем на заданную частоту. Подам оба сигнала на смеситель
и по осциллографу буду по разности сигналов подгонять нужный мне генератор
к частоте кварцованного. Всё равно генератор мне нужен перестраивыемым в
некоторых пределах...

Чтобы не изобретать велосипед, пошарил я по форумам на тему "генератор на
биениях", а это он по сути дела и есть, и нашел вот такую схему, которую
рекомендуют, как хорошо повторяемую:

Схема из сборника: Массовая радиобиблиотека (МРБ) выпуск 955, Конструкции
советских и чехословацких радиолюбителей: Сборник статей. Книга 1. 1979 год

Решил я быстренько проверить, как смеситель по этой схеме работает:

На выходе я вижу вот что:

Судя по всему, огибающая - это как раз и есть разностный сигнал.
Но по описанию я должен увидеть в этой точке чистую синусоиду, не заполненную ВЧ.

Регулировка смещения на базу, и подбор конденсатора в коллекторе на наличие заполнения
ВЧ сигналом практически не влияют. Влияют лишь на амплитуду и форму огибающей.

Входные сигналы и все номиналы соответствуют указанным в статье. Но результат отличается
от ожидаемого...

Чтобы был материал для сравнения, я проверил ещё несколько схем смесителей из конструкций,
рекомендованных в этом нашем Интернете:

Результат наблюдаю практически одинаковый везде: огибающая, заполненная ВЧ.

Разностной синусоиды не наблюдаю вне зависимости, есть ли на выходе фильтр или нет его.

Может, я чего в смесителях не понимаю?

Твоя ВЧ по частота равна сумме частот? Теоретически после умножения синусоид ты получишь смесь разницы частот (биения) и суммы частот (ВЧ составляющая), которую надо отфильтровать нафиг фильтром НЧ - не?

Ну... теорию ты правильно понимаешь, кроме одного - это преобразование должно происходить
на нелинейном участке характеристики:

Иначе никакой суммы и разности не будет...

Вот я и думаю: либо я нигде на нелинейность не попадаю, поскольку транзисторы довольно хорошие,
хотя номиналы везде как у авторов схем...

Либо с амплитудами сигналов что-то не так.

Потому что линейное сложение сигналов даёт точно такой же результат:

А может быть, нифига и не разностный...
Вот ниже при разнице 5 КГц я подал внешний сигнал в 5 КГц - что-то не похоже...

И вот это очень похоже на правду, потому как на всех осциллограммах на выходе смесителей
по сути линейная сумма сигналов, как на простом резисторе:

Поэтому и фильтр не работает - фильтровать фактически нечего...

В то время как даже на любом одиноком диоде сумма и разность должны получаться.

И на диоде, по схеме как на картинке выше, разность как раз-таки отчетливо видна!

И спектр - прямо как из учебника: две палки 180 и 200 КГц, и отчетливо видна разностная в 20 КГц.

Сумму не видно - я график по частоте ограничил...

Запертый транзистор довольно неплохо смешивает...

Видимо, мои смесители из старта топика следует попробовать подзапереть...

Но тут ещё и масштаб по амплитуде выражен в дБ, поэтому спектр страшноватый...
В линейном масштабе - только две палки 180 и 200 КГц, и отчетливо видна разностная в 20 КГц.
Всё остальное - очень мало...

Но амплитуда смешиваемых сигналов влияние тоже имеет...

Действительно, так оно и есть. Рабочие точки следует подбирать, чтобы смеситель был на нелинейном участке,
и амплитуды входных сигналов надо подбирать под конкретный вариант смесителя, тогда они начинают работать
более-менее похоже на то, что ожидается.

Фильтр на выходе по ВЧ тоже нужен неплохой.
Собственно, большинство схем смесителей я взял из конструкций металлоискателей, а в них выход сигнала
биений подаётся на наушники, которые ВЧ в принципе не воспроизводят, поэтому фильтр либо слабенький,
либо его и вовсе нет...

А так-то в принципе все схемы смесителей работоспособны, и действуют именно так, как завещал
дедушка Рудольф Сворень!

Я всё равно не понял почему нелинейность переводит суммирование частот в умножение частот, ну да ладно - мне простительно ибо у меня по аналоговой электронике в институте был трояк т.к. я всё время учёбы пробухал

Потому что нелинейность искажает сигнал, а значит в его спектре появляются дополнительные частотные
составляющие, которых в исходном гармоническом сигнале не было.

Вот дедушка Рудольф Сворень замечательные картинки на эту тему рисовал!

А вот про "умножение частот" я бы в этой связи не говорил, потому что его тут нет.

Ну в какой-то степени умножение тут таки есть ибо откуда тогда возьмётся разность частот?

Сворень по-видимому просто пытается сказать, что если мы скушаем нижнюю часть синусоиды, то получим кучу мусорных гармоник....

Не... вот насчет умножения я недавно разбирался - делается оно несколько иначе...
Но, как некий частный случай рассмотреть можно, хотя мы не к этому стремимся...

Он не пытается, а прямым русским синим по белому пишет то, что и хотел сказать:
"Нелинейный элемент меняет спектр сигнала."

Откушаем ли мы нижнюю часть, либо просто пропустим сигнал через нелинейный каскад - синусоиды
будут искажены, а значит в спектре появятся дополнительные составляющие.

Когда рассчитывают каскад на лампе, к примеру, никто же не собирается "скушать нижнюю часть синусоиды",
но характеристика лампы нелинейна, поэтому нелинейные искажения появятся.
И оценивают их сразу при расчёте довольно несложным методом пяти ординат.

Если на хороший линейный усилитель ты подашь 440 Гц и 660 Гц, к примеру, ты никакой суммы и разности
не получишь - я там выше специально проверил это на примере с ОУ.
И 440 Гц, и 660 Гц при линейном усилении должны спокойно звучать отдельно.

А что касается смесителей, то отряхнуть пыль с памяти вполне может помочь весьма неплохая статья:
О смесителях. Теория смешения сигналов двух частот ...

Вот здесь, кстати, я и разбирался, как конкретно выполняется перемножение аналоговых сигналов:

http://www.nedopc.org/forum/viewtopic.php?f=85&t=18937&start=15#p157077