Для начала вспомним что из себя представляет классика - ячейка Гилберта
Attachment:
image006.gif [ 6.06 KiB | Viewed 5611 times ]
Входной сигнал подается на Q1Q2 которые включены по схеме с ОЭ. Нагрузкой Q1 являются Q3Q4 которые включены по схеме с ОБ. Q1Q2 за счет резистора Rt в цепи эмиттера можно так же рассматривать как диф.каскад. Реализовать высокую динамику в этой схеме сложно, так как она имеет высокий коэффициент усиления. Например SA612 имеет Кус=+20dB. Самый простой путь повысить динамику - разъеденить эмиттеры Q1Q2. Это сделано в К174ПС1
Attachment:
k174pc1_1.jpg [ 65.07 KiB | Viewed 5611 times ]
Видно что эмиттеры VT5VT6 выведены наружу отдельно и внутри не соеденены. Включив между эмиттерами резистор и варьируя его от нуля до бесконечности можно управлять Кус смесителя.
Следующий шаг - использование "нижних" транзисторов в ячейке Гилберта в режиме ОБ. При этом базы по переменному току заземляем, а сигнал подаем в эмиттеры. Входное сопротивление такого смесителя будет сравнительно низким. Но динамика и развязка будет лучше. Вот пример исполнения такого смесителя с линеаризующими обратными связями от Chris Trask
Attachment:
1-Figure1-1.png [ 8.93 KiB | Viewed 5610 times ]
Если посмотреть внимательно - то у нас верхняя четверка транзисторов и так уже работают в режиме ОБ. Тогда нижнюю пару можно исключить. Получится такая схема:
Attachment:
34G_F1.gif [ 15.62 KiB | Viewed 5611 times ]
Это ни что иное как внутренности промышленного активного смесителя ADL5380 который имеет IP3=+28dBm (в гигагерцовом диапазоне). Все входу у него симметричные и требуют противофазных сигналов - там нужны трансформаторы с заземленной средней точкой.
Ничто не запрещает нам использовать вместо биполярных транзисторов полевые. Более того, такое решение имеет то преимущество, что напряжение гетеродина приложенное к затворам может быть гораздо больше чем в случае биполярных транзисторов. В первых двух схемах RX998 с двумя трансформаторами смеситель представляет из себя половинку ячейки Гилберта, которая работает в режиме общий затвор (ОЗ) при положительной полуволне гетеродинного напряжения на затворе и заперта при отрицательной полуволне. Так как гетеродин у нас выдает прямоугольный сигнал то полпериода работает левая половина смесителя, другую половину периода - правая. Так как она работает в режиме ОЗ то она усиливает сигнал. При отрицательной полуволне транзистор надежно заперт отрицательным (по отношению к истоку) напряжением на затворе.
В третьей схеме (с тремя трансформаторами) используется полная топология ячейки Гилберта, поэтому смеситель имеет дополнительную симметрию и является дважды балансным. Приницип его работы не отличается от от приведенных выше схем.