Странности модели смесителя в Мультисим 14.3

[Игорь 2]

2.Идеальный традиционный - 3.874 дб

Довольно точное совпадение - должно быть -3.922...

[6Ж2П]

Довольно точное совпадение

особенно если учесть, что значение мощности на входе в диапазоне от и до (около 0.05 дб кажется разброс), а не точное, то вообще в пределах ошибки.

[6Ж2П]

я веду отсчёт от максимальной мощности, которую может отдать источник с выходным сопротивлением 50 Ом

То есть, потери в смесителе не измеряются по двум значениям, а одно измеряется, второе константа. Сделаю так же. Результаты в том же порядке
1.Идеальный без потерь - 0.018 дб
2.Идеальный традиционный - 3.874 дб
3.Реальный традиционный - 5.011 дб (сопротивление ключей уменьшено до 14 Ом)
4.Реальный традиционный с последовательным контуром - 5.193 дб, ближе к Вашему значению.
5.Реальный с параллельным и последовательным контуром - 3.284 дб, уже ближе к Вашему значению (на входе не 10, а всего 9,686 nW, рассогласовано по входу).
6.Реальный с параллельным и последовательным контуром, у параллельного контура потери 0 - 2.680 дб.
Потери в контуре 3.284 - 2.680 - 0.03 (из-за разного согласования) = 0.600 дб, близко к Вашим 0.89 дб, но с другого конца теперь.
7.Реальный с параллельным и последовательным контуром, параллельный с увеличенным характеристическим сопротивлением в 10 раз, добротность его ~ 120 - 2.823 дб.
Снова несущественное ухудшение относительно контура без потерь и с низким характеристическим импедансом, всего на 0.143 дб.

В общем, тщательность измерений просто суровая необходимость, согласования тоже надо добиваться, или вместо последнего контролировать мощность, отдаваемую генератором в смеситель, и приводить к одному значению или пересчитывать измерения выходной полезной мощности по фактическому значению потребляемой мощности

[6Ж2П]

К вопросу о согласовании и потерях при рассогласовании.
Вот у меня в модели, чтобы смоделировать потери 5 дб пришлось сопротивление ключей ввести 15 Ом.
Источник по условию имеет 50 Ом, нагрузка смесителя тоже 50 Ом, а между ними оказываются включенными 15 Ом ключа. Но в этом случае оказывается, что источник и смеситель не согласованы.
Согласование можно провести двумя способами, первый очевидный, поставить на входе трансформатор, такое согласование в модели показало улучшение всего на 0.076 дб, правильней пересчитать смеситель, как работающий от источника с внутренним сопротивлением 50+15=65 Ом и только потом произвести согласование с 50 Омным трактом со входа. Даже просто переход на сопротивление нагрузки смесителя 65 Ом даёт прибавку тех самых 0,076 дб, а + трансформация по входу даёт прибавку суммарно 0.316 дб.
Наглядно видно, что надо очень тщательно подходить к вопросу об исследовании потерь в смесителе.

[6Ж2П]

если прикинуть параллельное сопротивление потерь выходного контура на резонансной частоте - 526 Ом, можно понять, куда ещё 0.89 дБ потерялись

А как именно Вы прикидывали? Тут ведь действуют два механизма потерь, первый прямой и очевидный - часть мощности на выходе смесителя расходуется на нагрев контура, а второй механизм, это дополнительное рассогласование, ведь на выходе смесителя оказались теперь параллельно включенные резистор 120 Ом и активный импеданс контура 526 Ом, в итоге смеситель оказался нагружен всего на 97,7 Ом, вместо рассчитанных Вами 120 Ом.

[Игорь 2]

А как именно Вы прикидывали?

Так же, как и Вы - врисовал в идеальный контур параллельное сопротивление потерь.
В сущности, если руки дойдут, можно просто померять выходное сопротивление на частоте ПЧ, и такую же нагрузку ставить - это же условие отдачи максимальной мощности.
А на небольшое рассогласование по входу забить. 
Другой вопрос - насколько корректно будет измерение выходного сопротивления - оно же там не совсем в явном виде присутствует...

[Игорь 2]

Взял ту же схему, что и вот здесь - http://analogtrx.com/SMF/index.php?topic=965.msg70913#msg70913
Сменил выходной контур на 1000 пФ+313 нГн, теперь его добротность 160.
При нагрузке 120 Ом, коэффициент передачи мощности - -3.98 дБ
Посмотрел выходное сопротивление со стороны ПЧ - увидел Z=81.7+j16.
Поставил в качестве нагрузки 82 ома, коэффициент передачи мощности чуть вырос - -3.77 дБ 

[6Ж2П]

Поставил в качестве нагрузки 82 ома, коэффициент передачи мощности чуть вырос - -3.77 дБ 

Вот так по 0.2 дб прибавками, устраняя узкие места и выйдем на практический потолок. Я пока пересчитаю в модели прежние измерения, таки правильней видимо пользоваться спектроанализатором, с мощемерами вроде не очень всё чисто в плане показаний получается.
Мощность по входу контролирую разностным методом, с помощью сумматоров вычтя напряжение на смесителе и на резисторе (внутреннем сопротивлении) генератора. Наглядно видно на осциллограмме наличие или отсутствие согласования.

[Игорь 2]

 

[6Ж2П]

Сменил выходной контур на 1000 пФ+313 нГн

Но это же настройка не на частоту ПЧ, ёмкость надо 1189 пф при такой индуктивности.

Посмотрел выходное сопротивление со стороны ПЧ - увидел Z=81.7+j16.

А почему Вы считаете, что вот на таком сопротивлении на выходе и надо смотреть?
Кстати, уточните, как Вы его измеряли? Вход нагружен на 50 Ом, а со стороны выхода смотрим входное смесителя, так?
Если так, то у меня в модели показывает 196 Ом.

ПС Проверил в модели, при 82 Омах со входа хорошее согласование

[Valery Gusarov]

Всегда интуитивно полагал, что пассивные ключи транслируют сопротивления в обе стороны, скважность меандра 2, вот и увеличение вдвое, плюс собственные емкости ключей добавляют реактивку, ну и плюс сопротивление открытого канала...

[Игорь 2]

Но это же настройка не на частоту ПЧ, ёмкость надо 1189 пф при такой индуктивности.

Да всё нормально - частотой гетеродина я вывожу выходное напряжение на максимум. И частота при этом где-то в районе 8.8 МГц, точно уже не вспомню. Так что, здесь всё в резонансе, кстати, и точность конденсатора я не проверял.
Кстати, после подстройки частоты гетеродина, я кручу подстроечный конденсатор у первого контура по максимуму. 

Кстати, уточните, как Вы его измеряли? Вход нагружен на 50 Ом, а со стороны выхода смотрим входное смесителя, так?
Если так, то у меня в модели показывает 196 Ом.

А у меня - то, что написал. Вовсе не утверждаю, что это измерение вообще корректно, т. к., там, мягко говоря, не совсем статичное сопротивление...

Всегда интуитивно полагал, что пассивные ключи транслируют сопротивления в обе стороны

Там на выходе параллельно нагрузке параллельный контур, т. е., все лишние компоненты преобразования садятся на землю, в связи с чем, чисто со входа ключей какого-то конкретного сопротивления просто нет...

[6Ж2П]

частотой гетеродина я вывожу выходное напряжение на максимум. И частота при этом где-то в районе 8.8 МГц, точно уже не вспомню

Понятно, я предположил, что имело место негласное соглашение об измерениях при фиксированных частотах.

не утверждаю, что это измерение вообще корректно

А измеряли как?

[Valery Gusarov]

параллельно нагрузке параллельный контур, т. е., все лишние компоненты преобразования садятся на землю, в связи с чем, чисто со входа ключей какого-то конкретного сопротивления просто нет..

Это лучше, чем диплексер? По вышеизложенному понял-кое что прибавляется чуток... Просто непривычно на КЗ, балласт обычно был.

[6Ж2П]

интуитивно полагал, что пассивные ключи транслируют сопротивления в обе стороны, скважность меандра 2

Это классика так работает, что если сопротивление ключей ноль и нет других потерь в трансформаторах и т.д., то имеем трансляцию входного на выход с коэффициентом 1. В идеальной модели ровно так и есть.
 
Ну а теории такого смесителя, который обсуждаем и измеряем, я не читал, может где и описана, может у кого в дипломной работе  или диссере, или в каком-то малоизвестном широкой публике издании, я не в курсе.

В данном случае, как уже неоднократно написано ранее, рассеивание поступившей на вход мощности происходит только на выходном сопротивлении и это рассеивание только по нужной компоненте. Ни зеркалка, ни гармоники гетеродина вклад не дают, точнее, он сведён до малых, а значит незначащих в первом приближении значений.

В обычном смесителе 3.922 дб ослабление мощности основного сигнала, здесь 0 дб. Вот исходя из энергетических соображений и считаем. При сопротивлении на выходе 50 Ом входное сопротивление понижается при включении контуров до значения 50/10^(3.922/10)=20.2660917 уменьшение в 0.405321 раз.
Если же мы будем приводить входное сопротивление смесителя к 50 Ом-ам, что естественно, то придётся сопротивление на выходе смесителя пропорционально увеличить и оно равно 123,35876 Ом.
Близко к значению 120 Ом, которое и стояло у Игоря вначале.

Но у нас смеситель с потерями на ключах и трансформаторе. Я это моделировал включением резисторов последовательно к идеальному ключу. Ну вот так, интуитивно сейчас.
В последних моделях у меня получились эти резисторы 13.3 Ома, чтобы совпасть с измерениями у Игоря, а это были потери классики 5 дб.

Итого, имеем на пути сигнала (в классике) дополнительные 13.3 Ома  перед нагрузкой смесителя.
Если вздумать настраивать смеситель подбором нагрузки по минимуму КСВ на входе, то получим оптимальную нагрузку
 50 - 13.3 = 36.7 Ом. И потери мощности будут повышенными.

Я ранее писал, что правильней эти 13.3 Ома добавить к источнику, соответственно максимум передачи мощности будет при сопротивлении нагрузки смесителя 50+13.3=63.3 Ома.
Однако такая нагрузка приводит к рассогласованной работе источника и его нагрузки, если смотреть в физическом сечении между источником и смесителем, типа на входе имеем повышенный КСВ, но зато максимум передачи мощности в нагрузку. Вроде так