Рисунок 1. Схема диодного смесителя
При коротком замыкании на выходе схемы ток через диод будет полностью определяться его статической вольтамперной характеристикой:
Вольтамперная характеристика частотно-преобразующих диодов аппроксимируется функцией
где I0 — ток насыщения обратно смещенного p-n-перехода диода;
rб — сопротивление базы диода;
g — коэффициент, равный у большинства диодов 20—40 В–1
Напряжение на входе диодного преобразователя определяется суммой входного сигнала, сигнала гетеродина и напряжения смещения.
Напряжение на входе диодного преобразователя, вольтамперная характеристика диода, и ток на его выходе приведены на рисунке 2.
Рисунок 2. Форма напряжения и тока гетеродина в диодном преобразователе частоты
Как видно из этого рисунка, ток на выходе будет в основном зависеть от напряжения гетеродина, поэтому в спектре выходного сигнала естественно будет присутствовать составляющая этого сигнала. Кроме того, ток в схеме зависит и от полезного сигнала, а это значит, что в спектре выходного сигнала будет присутствовать и эта компонента. Избавиться от лишних компонент спектра в выходном сигнале можно только при помощи полосового фильтра. Спектр тока на выходе диодного преобразователя и характеристика фильтра
Рисунок 3. Спектр сигнала на выходе диодного смесителя
Как видно из рисунка 2, форма тока, а, следовательно, и напряжения на выходе преобразователя не совпадают. Это означает, что на выходе преобразователя образуются гармоники сигнала гетеродина. Уровень гармоник сигнала гетеродина существенно зависит от угла отсечки синусоидального колебания, который в свою очередь зависит от напряжения смещения Eсм и от амплитуды напряжения гетеродина Umг.
В [1] показано, что существуют уровни сигнала гетеродина, при которых отсутствуют продукты нелинейности
второго и третьего порядка. Коэффициент преобразования диодного смесителя не может превышать значения 
. График зависимости значения
коэффициента преобразования диодного смесителя от уровня сигнала гетеродина
и сопротивления источника сигнала и нагрузки, приведен на рисунке 4.
Рисунок 4. Коэффициент преобразования диодного смесителя
Параметр R на этом графике соответствует последовательному соединению сопротивления источника радиосигнала и нагрузки диодного смесителя. Из рисунка 5.5 можно определить, что
1. Коэффициент преобразования диодного смесителя увеличивается при увеличении амплитуды сигнала гетеродина. Сопротивление источника сигнала и нагрузки при этом должны быть уменьшены.
2. Увеличение тока смещения диода смесителя приводит к уменьшению требуемых сопротивлений источника сигнала и нагрузки. Коэффициент передачи смесителя при этом остается постоянным.
Рисунок 5. Коэффициент преобразования диодного смесителя на второй и третьей гармониках гетеродина.
Следует отметить, что форма колебания гетеродина оказывает существенное влияние на нелинейные искажения смесителя. В [2] показано, что при ее приближении к прямоугольной, нелинейные искажения диодного смесителя значительно уменьшаются.
Источник: www.digteh.ru