خلاط مزدوج متوازن SA612A

تم تصميم خلاط التردد المزدوج المتوازن النشط لمجموعة SA612A (من Philips Semiconductors) للاستخدام في أجهزة استقبال الراديو التي تعمل في نطاق تردد يصل إلى 500 ميجاهرتز. بالإضافة إلى الخلاط نفسه، تحتوي الدائرة الدقيقة على مذبذب محلي مدمج ودوائر تثبيت الجهد.

أساس الخلاط هو مكبر صوت متوازن (تفاضلي) يوفر إشارة خرج تتناسب فقط مع الفرق بين الإشارات عند المدخلات ولا تعتمد على قيمها المطلقة أو التقلبات في جهد الإمداد أو التغيرات في درجة الحرارة المحيطة .

يوجد الجهاز في علبة بلاستيكية بخيارين للتصميم: DIP8 (SA612AN) - للتثبيت التقليدي (الشكل 1)؛ S08 (SA612AD) - للسطح (الشكل 2).

يظهر الشكل التخطيطي للخلاط المتوازن SA612A في الشكل. 3. دبوس الجهاز: الأطراف 1 و 2 - الإدخال التفاضلي لمكبر الصوت المتوازن ؛ الدبوس 3 - دبوس إمداد الطاقة السلبي المشترك ؛ دبابيس 4 و 5 - خرج الخلاط التفاضلي؛ دبابيس 6 و 7 - دبابيس لتوصيل دوائر المذبذب المحلي الخارجية: دبوس 8 - دبوس طاقة إيجابي.

كما يتبين من الرسم البياني، يحتوي الجهاز على مدخلين ومخرجين متوازنين (وبالتالي الخاصية - مزدوج). يوفر هذا الهيكل فرصًا كبيرة في إنشاء دوائر الإدخال والإخراج للخلاط (انظر أدناه). على وجه الخصوص، يتيح لك استخدام دائرة خلاط متوازنة التخلص من منتجات التحويل الثانوية في إشارة الإخراج.

أساسي تحديدفي توكر. av = 25 درجة مئوية وجهد الإمداد 6 فولت

• جهد الإمداد، الخامس......4.5...8
• الاستهلاك الحالي، مللي أمبير، القيمة القصوى......3
• القيمة النموذجية......2.4
• الحد الأقصى لتردد إشارة الإدخال، ميجاهرتز......500
• الحد الأقصى لتردد المذبذب المحلي المدمج ميغاهيرتز......200
• رقم الضوضاء، ديسيبل (القيمة النموذجية)، عند تردد إشارة الدخل 45 ميجاهرتز......5
• معامل التحويل ديسيبل عند تردد إشارة الدخل 45 ميجا هرتز القيمة الدنيا......14
• القيمة النموذجية......17
• نقطة التقاطع للتشكيل البيني من الدرجة الثالثة IIРЗ*. ديسيبل مللي واط (نموذجي)، مع طاقة الإدخال -45 ديسيبل مللي واط.....-13
• مقاومة المدخلات المتوازنة، كيلو أوم (القيمة الدنيا) .......1.5
• مقاومة الخرج، كيلو أوم (القيمة النموذجية)......1.5
• سعة الإدخال، pF......3
• نطاق التشغيل لدرجة الحرارة المحيطة، درجة مئوية. -40...+85

* هذا هو الاسم الذي يطلق على نقطة التقاطع الشرطي على الرسم البياني للخط المستقيم الذي يميز قوة تشويه التشكيل البيني من الدرجة الثالثة مع استمرار الخصائص الديناميكية الخطية للخلاط. تتيح لك هذه المعلمة تقييم النطاق الديناميكي للخلاط باستخدام التشكيل البيني من الدرجة الثالثة.

تم قياس معلمات التردد العالي المشار إليها للخلاط على طاولة اختبار، ويظهر الرسم التخطيطي لها في الشكل. 4. يمكن اعتبارها في الواقع بمثابة دائرة تبديل نموذجية.

اعتمادًا على التطبيق المحدد للرقاقة، يمكن تطبيق إشارة الإدخال بطرق مختلفة. في التين. 5، a وb يُظهران الإصدارات الرنانة لدائرة الإدخال، وفي الشكل 5. 5,v - النطاق العريض (في هذه الحالة، يجب أن يكون الطرف غير المستخدم "مؤرضًا" للتيار المتردد بمكثف بسعة 0.001...0.1 ميكروفاراد، اعتمادًا على تردد التشغيل).

إشارات خرج الخلاط (عند الأطراف 4 و 5) لها أطوار متقابلة. يمكن تشغيل الحمل بين المرحلتين (الشكل 6، أ) والمرحلة الواحدة (الشكل 6، ب). تسمح الشركة المصنعة بترك المخرجات غير المستخدمة مجانًا؛ ومع ذلك، من الأفضل "تأريضه" أيضًا عن طريق التيار المتردد من خلال مكثف.

كعنصر ضبط التردد للمذبذب المحلي المدمج، يمكنك استخدام إما دائرة LC (الشكل 7، أ) أو مرنان كوارتز (الشكل 7،6)، يعمل بالتردد الأساسي أو التوافقيات. مقترنًا برنان توافقي، من الضروري استخدام دائرة LC إضافية مضبوطة على تردد التوافقي المقابل (L1C2C3، الشكل 7 ج). يتم تحديد تصنيفات العناصر الخارجية من نفس الاعتبارات كما هو الحال بالنسبة للمذبذب المحلي التقليدي على الترانزستور ثنائي القطب. يتم توصيل الدبوس 6 من الدائرة الدقيقة بقاعدة الترانزستور الداخلي (VT1 في الشكل 7 أ).

يمكن أن يعمل الخلاط أيضًا بمذبذب محلي خارجي (الشكل 7 د). يجب أن تكون سعة جهد الدخل عند الطرف 6 للخلاط ضمن 200...300 مللي فولت.

إذا لزم الأمر، يمكن توفير إشارة المذبذب المحلي إلى مرحلة مكبر الصوت الخارجي من خلال مكثف اقتران C5 (الشكل 7 أ) ذو سعة صغيرة. سيكون سعة تذبذب المذبذب المحلي أكبر إذا تم تحويل الطرف 7 للخلاط بمقاوم (R1) بمقاومة 1...10 كيلو أوم.

في التين. يوضح الشكلان 8 و 9 اعتماد درجة الحرارة لشكل الضوضاء Ksh للخلاط عند قيم مختلفة لجهد الإمداد وقدرة الإدخال المقابلة لـ "نقطة التقاطع لتشويه التشكيل البيني من الدرجة الثالثة" Pvx. من على التوالي، وفي الشكل. 10 - الاعتماد على نفس المعلمة Рвх. من جهد الإمداد.

الأدب

1. Golovin O. V.، Kubitsky A. A. مكبرات الصوت الإلكترونية. - م: إذاعة إسفيا، 1983، ص. 87.
2. Polyakov V. T. حول الانتقائية الحقيقية لمستقبلات التردد العالي. - الإذاعة، 1981، العدد 3، ص. 18-21؛ رقم 4، ص. 21,22.
3. دوائر E. T الحمراء لأجهزة استقبال الراديو. - م: مير، 1989، ص. 8.
4. SA612A. ورقة بيانات الخلاط والمذبذب المزدوج التوازن. -

يحتوي أي جهاز استقبال راديوي على محولات إشارة من HF إلى IF وIF إلى LF (قد يكون هناك عدة ترددات متوسطة). يوجد في PPP محول واحد فقط، من HF مباشرة إلى LF. يطلق عليهم عجاناتوتقع مباشرة بعد الهوائي وDPF، أو أبعد من ذلك - بعد UHF، IF، وبالتالي "توصيل" المكونات الرئيسية لجهاز الاستقبال مع GPA، OG. ولذلك، فإن معلمات جهاز الاستقبال بأكمله تعتمد إلى حد كبير على كفاءة وجودة تحويل الإشارة. هناك نوعان رئيسيان من الخلاطات - السلبي والنشط. الأول لديه معامل نقل أقل من 1، والأخير يوفر تضخيم إشارة أكبر من الوحدة، ومع ذلك، للحفاظ على النطاق الديناميكي، لا يتم تكبير التضخيم، وعادة لا يزيد عن 10 أضعاف الجهد.

أي خلاط، وخاصة الأول، بالإضافة إلى معامل النقل، يجب أن يكون لديه أيضا مستوى ضوضاء منخفض (لزيادة الحساسية). المؤشر الذي لا يقل أهمية هو القدرة على قمع الإشارات القوية خارج النطاق، مما قد يؤدي إلى الكشف المباشر و"انسداد" الإشارة الرئيسية.

لن يتم أخذ الخلاطات النشطة في الاعتبار في هذه المقالة، لأن هذا موضوع مستقل منفصل. المقالة مخصصة للخلاطات السلبية المصنوعة من عناصر سلبية - ثنائيات أشباه الموصلات، لأنها تستخدم على نطاق واسع في مختلف تصميمات راديو الهواة. أصبحت أيضًا دوائر الخلاط السلبي التي تستخدم التأثير الميداني، بما في ذلك الترانزستورات عالية الطاقة التي تعمل في الأوضاع الرئيسية، بالإضافة إلى دوائر الخلاط على المفاتيح الإلكترونية، منتشرة على نطاق واسع. أنواع مختلفةمعددات/مزيلات الإرسال). ومع ذلك، هذا هو أيضا موضوع لمقال منفصل.

بادئ ذي بدء، خلاطات متوازنة أنواع مختلفة، يمثل دوائر متناظرة، حيث يتم خلط إشارتين (إدخال الترددات اللاسلكية والمذبذب المحلي). تستخدم الخلاطات المزدوجة المتوازنة على نطاق واسع في دوائر استقبال الراديو. إنها متوازنة ليس فقط فيما يتعلق بتذبذبات المذبذب المحلي، ولكن أيضًا فيما يتعلق بإشارة الإدخال. يعمل هذا النوع من الخلاط على تخفيف كل من المذبذب المحلي وإشارات الإدخال عند الإخراج. وبطبيعة الحال، ينتج الناتج أيضًا مستوى أقل من منتجات التحويل الثانوية مقارنة بالخلاطات المتوازنة التقليدية.

على ترددات HF فرق راديو الهواة(حتى 30 ميجا هرتز) ، وثنائيات السيليكون العادية عالية التردد ، على سبيل المثال الأنواع KD503 و KD509 و KD514 و KD521 و KD522 ونوع الجرمانيوم GD508 ، لها أيضًا خصائص تحويل جيدة إلى حد ما.

في الخلاطات المزدوجة المتوازنة، من المستحسن استخدام صمامات شوتكي (على سبيل المثال، اكتب KD922). هناك خطأ شائع إلى حد ما وهو اعتبار صمامات السيليكون KD514 هي صمامات شوتكي الثنائية. هذه ليست ثنائيات شوتكي، ولكن في بعض الخصائص فهي قريبة جدًا منها. أحيانًا يحدث هذا الخطأ في المراجع القديمة، لأن... وفقًا للتقنية، كان يُطلق على الصمام الثنائي المزود بملامسة أشباه الموصلات المعدنية سابقًا اسم الصمام الثنائي ببنية شوتكي (وفقًا لمؤلف هذه التقنية). تكنولوجيا الإنتاج الخاصة بها عبارة عن تقاطع بين الصمام الثنائي التقليدي مع وصلة pn والصمام الثنائي مع حاجز شوتكي. وفقًا للفيزياء (وليس التكنولوجيا!) ، فإن الجهد الأمامي لثنائيات شوتكي السيليكونية أقل بشكل ملحوظ من جهد ثنائيات السيليكون التقليدية (باستخدام أي تقنية أخرى). بالإضافة إلى ذلك، هناك نسبة كبيرة من المقاومة العكسية إلى المقاومة الأمامية وسعة ضئيلة عند الانحياز الصفري. تتمتع ثنائيات شوتكي بوقت تبديل قصير جدًا، مما يوسع نطاق تردد تطبيقها (يصل إلى عدة مئات من جيجاهرتز).

إن استخدام ثنائيات السيليكون، النابضة، المستوية الفوقي، عالية السرعة، قصيرة الاسترداد KD514 (هذا ما يصح تسميتها!) في المحولات عالية السرعة، والتي تشمل خلاطات الصمام الثنائي الحلقي، يزيد من الحساسية عن طريق تقليل مستوى الضوضاء و وبالتالي، يمكن أن يزيد كسب مسار IF (وفي النهاية الحساسية). في بعض الأحيان، من الناحية العملية، يكون لتثبيت KD514 تأثيرًا ملحوظًا ومسموعًا، دون اختيار الثنائيات، وهو ما لا يمكن قوله عن KD503 وأنواع الثنائيات الأخرى.

عادة ما تكون كمية الخسارة في خلاط الصمام الثنائي 6-10 ديسيبل. هذا ليس كثيرًا، لكن معظم المصممين يريدون تقليل الخسائر. يشير هذا إلى الحاجة إلى استخدام خلاط نشط في دائرة الاستقبال. لكن النطاق الديناميكي (DR) لجهاز الاستقبال المزود بخلاط سلبي غالبًا ما يكون أكبر من النطاق الديناميكي لجهاز الاستقبال المزود بخلاط نشط. بالإضافة إلى ذلك، هناك حاجة إلى DD عندما يكون جهاز الاستقبال الراديوي مخصصا للعمل مع محطات الراديو المجاورة القوية، أو في ظروف مسابقات راديو الهواة، عندما تكون المحطات الضعيفة في تفريغ الهواء العام مجاورة للجيران الأقوياء. في الظروف العاديةهذا لا يحدث أبدًا. وبالتالي، فإن حجم النطاق الديناميكي للمستقبل لا ينبغي أن يثير اهتمامنا بشكل خاص.

إذا كان الخلاط هو المرحلة الأولى من جهاز الاستقبال، وهذا يحدث في كثير من الأحيان، فإن جميع الخصائص الرئيسية لجهاز الاستقبال تعتمد عمليا على جودة الخلاط. مستوى الضوضاء الخاصة بالخلاط مهم. كلما كان أصغر، كلما زادت حساسية جهاز الاستقبال التي يمكن تحقيقها. مما سبق يتبين أنه من بين الثنائيات يجب إعطاء الأفضلية لتلك التي لديها أصغر داخلي مباشر مقاومة p-nانتقال. كلما كان أصغر، تم إنشاء ضوضاء أقل في الصمام الثنائي عند نفس التيار من خلال الصمام الثنائي. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن المرحلة التي تلي الخلاط يجب أن يكون لها أيضًا مستوى ضوضاء منخفض. هذا مهم جدًا لتحقيق فوائد الخلاط السلبي.

يوضح الشكل 1 دوائر الخلاط المتوازن البسيط والخلاط الدائري (المتوازن المزدوج) المصنوعين باستخدام الثنائيات.

تستخدم هذه الخلاطات محولات بالون T1 وT2، ملفوفة على قلوب من الفريت الحلقي مع لف ثلاثة أسلاك.

لتحقيق أقصى قدر من الحساسية عند إعداد الخلاط، تحتاج إلى تحديد جهد المذبذب المحلي. يقلل الجهد غير الكافي من معامل النقل ويزيد من مقاومة الإدخال، كما يؤدي الجهد الزائد إلى زيادة ضجيج الخلاط نفسه. وفي كلتا الحالتين، تنخفض الحساسية. يتراوح الجهد الأمثل من أجزاء فولت إلى 1-1.5 فولت (قيمة السعة) ويعتمد على نوع الصمام الثنائي.

في الخلاطات ذات الثنائيات المتعاقبة (VPD)، يتم توفير الجهد في وقت واحد من خلال ملف التوصيل - الإشارة من دائرة الإدخال وجهد المذبذب المحلي (الشكل 2).

جهد المذبذب المحلي أكبر بكثير من جهد الإشارة. للتشغيل العادي لمثل هذا الخلاط على ثنائيات السيليكون، يجب أن يكون جهد المذبذب المحلي 0.6-0.7 فولت (قيمة السعة). يفتح أحد الثنائيات عند قمم الموجات النصفية الموجبة لإشارة المذبذب المحلي، والآخر - عند قمم الموجات السلبية. ونتيجة لذلك، تقل مقاومة الثنائيات المتوازية مرتين خلال فترة الجهد المتغاير. ومن هنا مزايا هذا الخلاط مثل الغياب التيار المباشر(لا يكتشف الخلاط الإشارة أو جهد المذبذب المحلي). ويتم اختيار تردد المذبذب المحلي ليكون نصف تردد الإشارة مما يحسن استقرار التردد ويقلل بشكل كبير من تداخل المذبذب المحلي على دوائر دخل الخلاط، لأن يكون انبعاث إشارتها أقل بمقدار 30-60 ديسيبل (نصف تردد الإشارة) مقارنة بالخلاطات التقليدية.

من الأفضل في خلاط VPD استخدام ثنائيات السيليكون بجهد عتبة يبلغ حوالي 0.5 فولت - فهي توفر مناعة ضوضاء أكبر قليلاً من ثنائيات الجرمانيوم. على أية حال، من الضروري اختيار جهد المذبذب المحلي الأمثل للحصول على أقصى معامل نقل. بشكل عام، تتطلب جميع أنواع خلاطات الصمام الثنائي اختيارًا دقيقًا لجهد GPA للحصول على أفضل معلمات الخلاط.

لمزيد من المعلومات حول تشغيل الخلاطات، نوصي أيضًا بالرجوع إلى أعمال V. T. Polyakov، G. Tyapichev، والتي تمت الإشارة إلى الروابط الخاصة بها في نهاية المقالة.

تلخيصًا لما سبق، تجدر الإشارة إلى أنه مطلوب في دوائر خلاطات الصمام الثنائي المذكورة أعلاه (باستثناء الاختيار الصحيحنوع الصمام الثنائي) كل من التماثل (الخصائص المتطابقة) للثنائيات نفسها، أو أذرعها (في الدوائر الحلقية)، وتماثل التصميم. وبالتالي، من أجل التشغيل العادي للثنائيات في دوائر الخلاط، يمكننا التحدث عن الحاجة إلى الاختيار الصحيح والتركيب عليها لوحة دائرة كهربائية(ستتم مناقشة تصميم تركيب الحنفيات على الثنائيات في نهاية المقال).

بدون اختيار الثنائيات، من الصعب ضمان التماثل المطلوب للجسر، خاصة في تلك الدوائر التي لا يتم توفير عناصر التوازن فيها، كما هو الحال في الدوائر في الشكل 1 و 2. يتم تحقيق التماثل المطلوب للجهد المتغاير من خلال الحقيقة أن ملف التوصيل (أو المحولات ذات النطاق العريض) يتم لفه في وقت واحد بواسطة سلكين ملتويين آخرين ويتم وضعه على حلقة من الفريت بشكل متماثل تمامًا. يؤدي عدم الامتثال لهذه القاعدة البسيطة إلى تثبيت بعض هواة الراديو الأنواع الحديثةلا يتم اختيار الثنائيات أثناء التصحيح الأولي لتصميم الخلاط، مع الأخذ في الاعتبار أن عدم تناسق العناصر محلية الصنع المتبقية يقلل من الكسب من اختيارها إلى الصفر. وبطبيعة الحال، قد ترتبط أسباب عدم التماثل ليس فقط بالمحولات نفسها، لذلك لا ينصح بالتعجل في إعادتها.

عند اختيار الثنائيات للخلاط على أساس المواد المرجعية، تجدر الإشارة إلى أن سعاتها يجب أن تكون هي نفسها (وصغيرة قدر الإمكان) بنفس الجهد. يُنصح بتحديد الحد الأدنى لوقت التبديل (الاسترداد). في تي بولياكوف، RA3AAEيشير في أعماله إلى أنه ينبغي إعطاء الأفضلية للثنائيات ذات السعة الأقل (لا تزيد عن 1...3 pF) وأقصر وقت لاستعادة المقاومة العكسية (لا يزيد عن 10...30 نانوثانية). يمكن العثور على هذه البيانات في الكتب المرجعية. عند العمل على VHF، تزداد المتطلبات أكثر.

في كثير من الحالات، قد يكون الخيار الأمثل هو استخدام التجميعات الدقيقة الجاهزة للدايود ذات الخصائص المحددة. على سبيل المثال، الثنائيات KDS523A أو B أو الموصى بها غالبًا والمختارة للتجميع (KDS523VR). ومع ذلك، في عدد من الحالات، من الضروري التحقق من هذه التجميعات على الأقل بأبسط طريقة، حيث أن الانتشار المسموح بها يمكن أن يصل إلى 10٪ وهذا يمكن أن يؤثر سلبًا على تشغيل الخلاطات وسيتطلب إضافة مقاومات موازنة و/ أو المكثفات إلى دائرة الخلاط، وهي عديمة الفائدة بشكل عام، لأنها تزيد من الخسائر في الخلاط. وهذا دائما غير مرغوب فيه.

يبدو أن اختيار الثنائيات على أساس المقاومة المباشرة، والذي أصبح واسع الانتشار مؤخرًا، ليس ذا أهمية كبيرة، نظرًا لأن المحول غير الكامل (كما هو مذكور أعلاه) سيظل يسبب اختلالًا في أذرع الجسر. بالطبع، إذا كنت واثقا من التماثل الكامل لللفات ومساواتها للمقاومات الإجمالية (المعقدة)، ثم باستخدام مقياس رقمي متعدد تقليدي (في وضع "الاختبار")، يمكنك رفض الثنائيات ذات الانحرافات الكبيرة في المقاومة المباشرة. وهناك سبب ثان، وهو أكثر أهمية. والحقيقة هي أن المساواة في المقاومة المباشرة تعني فقط أنه بنفس سعة المذبذب المحلي، فإن نفس التيار سوف يتدفق عبر الصمام الثنائي. ولكن هذا مهم بالنسبة للجهد العالي من GPA، ولكن بالنسبة لإشارات الإدخال، التي تكون سعتها أصغر بكثير وتقع على مستوى الميكروفولت، فإن الشيء الأكثر أهمية هو نفس خصائص IV للثنائيات على وجه التحديد في منطقة الفولتية المنخفضة، أي. في بداية خاصية الجهد الحالي، وليس في منطقة الفولتية العالية.

لسوء الحظ، فإن الثنائيات المحلية، حتى من نفس الدفعة، ناهيك عن نفس النوع، لديها انتشار كبير جدًا من المعلمات، لذا فإن الاختيار البسيط بالمقاومة (الجهد الأمامي) عند نقطة واحدة من خاصية الجهد الحالي غير فعال. ويرد في الشكل أدناه شرح لسبب عدم فعالية هذا الاختيار. في الواقع، يمكن أن يكون انتشار خصائص الثنائيات IV كبيرًا جدًا، ولكن عن طريق الصدفة، عند نقطة القياس، ستكون المقاومة الداخلية للثنائيات هي نفسها وبدقة عالية إلى حد ما. في الواقع، هذا ممكن في كثير من الأحيان. ومع ذلك، هذا ليس سوى مظهر لهوية خصائص الجهد الحالي للثنائيات. الاختيار باستخدام نقطتين أكثر دقة. لكن مثل هذا الاختيار هو أيضًا مجرد فحص لمصادفة الخصائص الثابتة، وليس الخصائص الديناميكية.

لذلك، يوصى في كثير من الأحيان باستخدام المستوردة - نفس 1N4148 (يشبه KD522). لديهم انتشار أصغر بكثير، مما يضمن عمل جيدخلاط حتى من دون الاختيار. على الرغم من إجراء تحديد عند نقطة واحدة من خاصية الجهد الحالي المتر الرقمي(في وضع الاتصال) بسيط جدًا. تجدر الإشارة إلى أنه في هذه الدائرة للاختيار (وفي غيرها أيضًا!) يجب توصيل الثنائيات باستخدام مقاطع التمساح أو ما شابه ذلك، ولكن ليس عن طريق اللحام بأي حال من الأحوال. حتى بعد الاتصال بالمشابك، عليك الانتظار لبعض الوقت - يؤدي تسخين الثنائيات يدويًا إلى تغيير نتائج القياس (ناهيك عن اللحام). ويجب أن يصلوا إلى درجة حرارة الغرفة...

يمكنك اختيار الثنائيات على أساس "الجهد المباشر" عن طريق التجميع أبسط مخطط: من مصدر مستقر بجهد لا يقل عن 10 فولت من خلال المقاوم، يتم ضبط التيار الأمامي من خلال الصمام الثنائي (على سبيل المثال، 1 مللي أمبير). ويقومون بقياس انخفاض الجهد باستخدام أي فولتميتر ذو مقاومة دخل عالية (أنبوب، من النوع VK7-9، أو أي مقياس رقمي، أيهما أفضل). حدد الثنائيات التي لها أقرب قيم الجهد المقاسة. يمكنك التحقق من نقطتين، على سبيل المثال، عن طريق ضبط تيارات 1 مللي أمبير و0.1 مللي أمبير.

يوصى باستخدام طريقة شائعة لاختيار الثنائيات لخلاط متوازن حلقي ويتم وصفها ب. ستيبانوف، RU3AX. يتم استخدامه لمقارنة خصائص الجهد الحالي للثنائيات في الاتجاه الأمامي. وبما أن الصمام الثنائي لأشباه الموصلات هو عنصر غير خطي، فإن القياس المباشر لمقاومته الأمامية باستخدام مقياس الأومتر لا يسمح بمثل هذه المقارنة. يجب أن يتم ذلك في عدة نقاط (على الأقل نقطتين). خصائص الجهد الحاليالصمام الثنائي، وقياس انخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي عند قيم تيار أمامية ثابتة. يظهر في الشكل رسم تخطيطي لأبسط جهاز يسمح لك باختيار الثنائيات.

بالنسبة لاختيار الثنائيات، فإن القيم الدقيقة للتيار المستقر ليست مهمة - سيتم مقارنة جميع الثنائيات بنفس القيم الحالية. من الضروري فقط أن تختلف هذه القيم بنحو عشر مرات... وترد تفاصيل تجميع وتشغيل هذا الجهاز .

نظرًا لبساطتها وحساسيتها وانتقائها العالية وموثوقيتها الجيدة، تحظى أجهزة استقبال التحويل المباشر وأجهزة الإرسال والاستقبال بشعبية كبيرة بين هواة الراديو. ولكن ليس الأمر دائمًا أن الجهاز، حتى لو كان مصنوعًا وفقًا لتصميم متطور، يدرك القدرات والمعلمات المتأصلة فيه في البداية.

نتيجة لسنوات عديدة من التشغيل من قبل مؤلف هذه المقالة لهذه المجموعة من معدات الاتصالات، اتضح أن وحدات التردد المنخفض (مكبرات الصوت منخفضة التردد بشكل أساسي) تظل عاملة عندما ينخفض ​​جهد الإمداد إلى 2...6 V (عند الجهد الاسمي 9...12 فولت). في الوقت نفسه، مكاسبهم، كقاعدة عامة، تنخفض.

السبب الرئيسي للأداء غير المرضي لأجهزة الاستقبال وأجهزة الإرسال والاستقبال ذات التحويل المباشر هو وضع التشغيل دون الأمثل للخلاط. يتم تحقيق المعلمات العالية فقط من خلال الاختيار الدقيق للجهد العالي التردد المتغاير في الثنائيات الخلاط. يجب أن يكون ضمن 0.6...0.75 فولت على ثنائيات السيليكون و 0.15...0.25 على ثنائيات الجرمانيوم. عند انخفاض جهد المذبذب المحلي، ينخفض ​​معامل نقل الخلاط. كما أنه يتناقص عند الفولتية العالية، حيث أن الثنائيات تكون مفتوحة طوال الوقت تقريبًا. وفي الوقت نفسه، يزداد ضجيج الخلاط.

استقرار تردد وسعة الجهد الموردة للخلاط من المذبذب المحلي (خاصة عند التردد العالي) فرق الهواة) ، يعتمد إلى حد كبير على استقرار جهد الإمداد.

في جميع الدوائر تقريبًا الواردة في الأدبيات، لا توجد دائرة لتنظيم الجهد المتغاير في الثنائيات الخاصة بالخلاط. يوصى باختيار مكثف اقتران بين المذبذب المحلي والخلاط أو تغيير عدد دورات ملف التوصيل. لكن هذه العملية كثيفة العمالة للغاية، علاوة على ذلك، لا تعطي الثقة في تكوين الجهاز بشكل صحيح.

عيب هذه الطريقة هو أنه أثناء عملية الإعداد من الضروري إيقاف تشغيل جهاز الاستقبال (جهاز الإرسال والاستقبال) وإعادة لحام المكثف أو إعادة لف الملف. لكن خلال هذا الوقت، غالبًا ما تتوقف محطة الهواة، التي يتم ضبط حجم استقبالها، عن العمل، وبالتالي من المستحيل معرفة ما إذا كانت حساسية الجهاز الذي يتم ضبطه تتزايد أم تتناقص. من الأفضل إجراء الضبط باستخدام إشارات من محطة "ضعيفة" أثناء مرور مستقر لموجات الراديو، أي. عندما لا تكون هناك تقلبات ملحوظة في مستوى الإشارة المستقبلة.

بسبب عدم وجود الضرورة أدوات القياسغالبًا ما يتم ضبط أجهزة الاستقبال وأجهزة الإرسال والاستقبال ذات التحويل المباشر "عن طريق الأذن"، وهو ما لا يكون له أفضل تأثير على معلماتها.

بوك.1

في التين. يوضح الشكل 1 رسمًا تخطيطيًا لمسبار الفولتميتر، تم تعديله وفقًا للتوصيات الواردة في. يسمح لك بقياس جهد المذبذب المحلي بدقة تامة مباشرة عبر الثنائيات الخلاط.

دعونا نفكر طرق بسيطةتعديلات وتعديلات على أجهزة الاستقبال وأجهزة الإرسال والاستقبال ذات التحويل المباشر، والتي تقضي على عيوب التصميم المذكورة أعلاه.

بوك.2

بادئ ذي بدء، أثناء التعديل، ينبغي إدخال دائرة لتحقيق الاستقرار في جهد إمداد المذبذب المحلي. تظهر دائرة التثبيت في الشكل. 2. يتم اختيار صمام ثنائي زينر VD1 بجهد تثبيت أقل بمقدار 1.5...2 مرة الفولطيةمصدر الطاقة لجهاز الاستقبال (جهاز الإرسال والاستقبال). يقوم المقاوم R 1 بتعيين التيار الأمثل من خلال صمام ثنائي الزينر. يجب أن تكون مقاومة المقاوم R1 بحيث لا يتجاوز تيار التثبيت لثنائي الزينر VD1 الحد الأقصى للقيمة المسموح بها. يعمل المكثف C1 على تقليل "تسرب" ضوضاء الصمام الثنائي الزينر، مما يؤدي إلى تقليل تعديل ضوضاء جهد المذبذب المحلي وانخفاض الضوضاء الإجمالية لجهاز الاستقبال.

من السهل تغيير جهد التردد اللاسلكي على الثنائيات الخلاطة بمقاوم ضبط غير تحريضي متصل بالتوازي أو على التوالي مع ملف التوصيل (R1، على التوالي، في الشكل 3 و4).

في الحالة الأخيرة، يمكنك استخدام كل من محول (الشكل 4،أ) اتصال المذبذب المحلي مع الخلاط، ومحول ذاتي (الشكل 4،6). لضبط أكثر دقة لجهد المذبذب المحلي (على سبيل المثال، عند استقبال إشارات من محطات منخفضة السمع "عن طريق الأذن")، يتم إيقاف تشغيل مقياس الفولتميتر RF.

تجدر الإشارة إلى أنه إذا تم تطبيق التعديلات المذكورة أعلاه، فيجب زيادة عدد لفات ملفات الاتصال قليلاً، حيث أن إدخال مقاوم القطع يقلل الجهد الناتجمذبذب محلي ينطبق هذا بشكل خاص على الخيار الذي يظهر مخططه في الشكل 3. مجتمعة، يجب أن يكون عدد دورات ملف الاقتران ومقاومة المقاوم R1 وسعة المكثف C2 بحيث يمكن ضبط الجهد الكهربي على ثنائيات السيليكون الخاصة بالخلاط في النطاق من 0 إلى 1.2...2 V، على الثنائيات الجرمانيوم - من 0 إلى 0.5 ... 1 V. في هذه الحالة، يتم تحقيق الجهد الأمثل تقريبا في الموضع الأوسط لشريط تمرير المقاوم R1.

يمكنك تنظيم جهد الخرج للمذبذب المحلي عن طريق تغيير جهد الإمداد، كما حدث، على سبيل المثال، في [3]. ومع ذلك، هذا مناسب فقط للترددات التي تصل إلى 3...4 ميجا هرتز. عند الترددات الأعلى (أعلى من 7 ميجاهرتز)، يمكن أن يؤدي هذا التعديل إلى تحول كبير في تردد المذبذب المحلي.

في التين. يوضح الشكل 5 رسمًا تخطيطيًا لمذبذب محلي مع عقدة عازلة، حيث يتم إدخال دائرة تنظيم جهد الخرج. عند التكرار، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن تابع الباعث لا يوفر كسبًا للجهد، وبالتالي يجب أن يكون الجهد عالي التردد في ملف الاقتران أعلى بمرتين. مما هو مطلوب للتشغيل العادي للخلاط.

في ممارسة راديو الهواة، يتم استخدام الخلاطات المتوازنة ذات الصمام الثنائي على نطاق واسع. مزاياها الرئيسية هي بساطة التصميم والتكوين، وعدم وجود تحويل عالي التردد عند التبديل من الاستقبال إلى الإرسال. خلاطات متوازنة للحقل و الترانزستورات ثنائية القطبيتم استخدامها بشكل أقل تواترا.

في خلاطات الصمام الثنائي المتوازنة البسيطة، يمكن قمع جهد المذبذب المحلي وبعض المنتجات الثانوية لتحويل الإخراج بمقدار 35 ديسيبل أو أكثر. لكن هذه النتائج لا تتحقق إلا في اتجاه واحد: الاتجاه الذي يتوازن فيه الخلاط. في التصميم الأصلي لجهاز الإرسال والاستقبال، يكون الخلاط متوازنًا فقط تجاه مضخم الطاقة. إذا تم استخدام خلاط مزدوج التوازن، فسوف تنخفض الضوضاء، وسوف تزيد الحساسية، وسوف تتحسن المناعة ضد الضوضاء.

الخلاطات المزدوجة المتوازنة متوازنة على كلا المدخلات (المخرجات). إنها تمنع ليس فقط تذبذبات المذبذب المحلي، ولكن أيضًا الإشارة المحولة، مما يترك فقط منتجات خلطها وبالتالي ضمان نقاء الطيف. إن استخدام مثل هذه الخلاطات يجعل من الممكن تقليل متطلبات مرشح التنظيف المتضمن في مخرج الخلاط، وحتى التخلي عنه تمامًا عن طريق توصيل مخرج الخلاط مباشرة بمضخم IF، حيث يجب أن يكون هناك اختيار رئيسي عند خرجه مرشح (على سبيل المثال، EMF أو مرشح الكوارتز). يمكن توفير مستوى إشارة أعلى بكثير للخلاط المزدوج أثناء الاستقبال، لأنه يضعف بشكل حاد تأثير الكشف المباشر عن الإشارة أو التداخل، أي. لا يتم الكشف دون مشاركة التذبذبات المحلية، كما يحدث في كاشف السعة التقليدي.

في أغلب الأحيان في تصميمات راديو الهواة، يتم استخدام خلاط مزدوج متوازن، كما يظهر الرسم التخطيطي في الشكل. 6. ويسمى أيضًا على شكل حلقة لأن الثنائيات الموجودة فيه متصلة بالحلقة.

عند التشغيل في نطاقات التردد المنخفض، يتم لف المحولات عالية التردد، كقاعدة عامة، على حلقات من الفريت ذات الحجم القياسي K7x4x2 مع نفاذية مغناطيسية تبلغ 600...1000 مع ثلاثة أسلاك PELSHO 0.2 ملتوية معًا (3-4 لفات لكل 1) سم الطول). قم بعمل حوالي 25 دورة تقريبًا (حتى تمتلئ الحلقة بالكامل). عند تركيب محول، يتم ترتيب اللفات حسب الشكل. 6 و 7.

هناك خياران رئيسيان لدمج خلاط مزدوج متوازن في جهاز الإرسال والاستقبال. في الأول، تمر الإشارة أثناء الاستقبال والإرسال في اتجاه واحد من الإدخال إلى إخراج الخلاطات. يتم ذلك، على سبيل المثال، في أجهزة الإرسال والاستقبال Radio-76 و Radio-76M2 المعروفة. كشفت العديد من التجارب التي أجراها المؤلف أنه عندما يكون الجهد المتغاير أقل من الجهد الأمثل، فإن الحساسية في وضع الاستقبال تتدهور بشكل كبير، ومع الجهد العالي، يتم تقليل قمع الموجة الحاملة في وضع الإرسال بشكل كبير (تنخفض الحساسية أيضًا، ولكن هذا أقل وضوحًا للأذن مما كانت عليه في الحالة السابقة). يظهر الشكل الاعتماد النوعي للمعلمات الرئيسية لأجهزة الإرسال والاستقبال على مستوى جهد المذبذب المحلي المزود للخلاط. 8 (منحنى 1 - الحساسية أثناء الاستقبال، تحددها الأذن، 2 - الحساسية، تقاس بالأجهزة، 3 - كبت الموجة الحاملة أثناء الإرسال).

في الخيار الثاني، يتم تغذية الإشارة في وضع الاستقبال إلى مدخلات الخلاط المتوازن، وعند الإرسال، يتم تغذيتها إلى الإخراج. مع هذا الاتصال، يتم استخدام مبدأ عكس الخلاط. هذه هي الطريقة التي يتم بها وصف مسار التردد اللاسلكي لجهاز الإرسال والاستقبال في . يؤدي إعداد الخلاط في هذه الحالة أيضًا إلى ضبط الجهد المتغاير الأمثل وموازنته بعناية. وتجدر الإشارة بشكل خاص إلى أن عملية الإعداد لا تعتمد على مبدأ إنشاء مسار التردد اللاسلكي لجهاز الإرسال والاستقبال.

أولا وقبل كل شيء، تحتاج إلى إعداد الخلاطات. يتم أولاً ضبط منزلقات مقاومة الموازنة الموجودة فيها على الموضع الأوسط. بعد ذلك، قم بتوصيل GSS بمقبس هوائي جهاز الإرسال والاستقبال وقم بزيادة الجهد المتغاير تدريجيًا في الخلاطات. يتم توفير الإشارة من GSS بمستوى يتجاوز حساسية مسار الاستقبال عدة مرات. من الضروري تحقيق استقبال الإشارة. لا يوجد مولد، يتم تنفيذ العملية عن طريق الأذن، واستقبال الإشارة من محطة راديو SSB لراديو الهواة أو مولد ضوضاء باستخدام صمام ثنائي زينر منخفض الطاقة.

ثم يتم ضبط كل خلاط على حدة. أولاً، يتم تحديد الجهد المتغاير الأمثل. للقيام بذلك، يتم زيادته تدريجيًا وتقييمه عن طريق الأذن: ما إذا كان حجم استقبال إشارة GPS أو محطة الراديو أو مولد الضوضاء يتزايد. كما لاحظ المؤلف، مع زيادة الجهد الكهربائي المتغاير المزود للخلاط، يزداد حجم الاستماع أولاً، ليصل إلى الحد الأقصى، ثم يبقى دون تغيير تقريبًا (الشكل 8، المنحنى 1). يجب ضبط الجهد المتغاير بحيث عندما ينخفض ​​قليلاً، ينخفض ​​حجم الاستقبال، وعندما يزيد قليلاً، لا يزيد. عمليًا، يتم تحقيق ذلك من خلال تحريك شريط تمرير المقاومة الذي يتحكم في مستوى جهد الخرج للمذبذب المحلي ضمن حدود صغيرة. إذا لم يكن لدى جهاز الإرسال والاستقبال هذه الإمكانية، فيجب تعديل الجهاز.

كقاعدة عامة، يتم توصيل تابع باعث عند خرج مذبذب محلي أو آخر. في هذه الحالة، يتبين أن التعديل بسيط للغاية: يتم استبدال المقاوم الثابت في دائرة باعث الترانزستور بمقاوم تشذيب غير حثي بنفس قيمة المقاوم الثابت.

بعد تحسين الجهد المتغاير، تحتاج إلى موازنة الخلاطات بعناية أكبر مرة أخرى. يتم توصيل مقياس الميليفولتميتر أو راسم الذبذبات RF بالإدخال أو الإخراج (اعتمادًا على تصميم جهاز الإرسال والاستقبال) ومن خلال تحريك شريط تمرير المقاوم R1، ثم ضبط المكثفات C1 وC2 (انظر الشكل 7)، نحقق الحد الأدنى من القراءة . إذا تم استخدام أجهزة ذات مقاومة دخل عالية، فيجب توصيل مقاومات ذات مقاومة مماثلة (ضمن 50...100 أوم) بمدخل ومخرج الخلاط.

وينبغي إعطاء الأفضلية لتحقيق التوازن نحو إخراج مسار الإرسال. يجب أن يكون الفرق في التوازن بين مدخلات ومخرجات الخلاط صغيرًا (بضعة ديسيبل). إذا وصل إلى 10 ديسيبل أو أكثر، فهذا، كقاعدة عامة، نتيجة لحقيقة أن الجهد المتغاير الموفر للخلاط أعلى بكثير من الأمثل.

لفحص وتوازن الخلاطات، أنشأ المؤلف أجهزة بسيطة. في التين. 9، يوضح الرسم التخطيطي لمضخم الترددات اللاسلكية، الخلاط متصل بالإدخال، والخلاط متصل بالخرج الإعدادات الخشنةالفولتميتر عالي التردد (الشكل 9، ب)، للدقة - مسبار HF (الشكل 9، ج). في هذه الحالة ليست هناك حاجة لتركيب مقاومات إضافية بمقاومة 50...100 أوم في الخلاط.

يتم ضبط الخلاطات أخيرًا بعد تثبيتها في جهاز الإرسال والاستقبال (يتم تحويلها إلى وضع الإرسال). يجب أولاً إعداد الجهاز في وضع الاستلام. لمنع تداخل ضوضاء الميكروفون مع عملية التوازن، يتم إدخال دائرة قصيرة لمضخم صوت الميكروفون. تتم موازنة الخلاط ذي التردد الأدنى أولاً، ثم الآخرين بالترتيب الذي تمر به الإشارة عبرهم في وضع الإرسال، مما يحقق الحد الأدنى من قراءات التردد اللاسلكي عند مكافئ الحمل (الشكل 10) المتصل بمضخم طاقة جهاز الإرسال والاستقبال. بعد ذلك، يتم ضبط إعدادات العقد المتبقية. يُنصح بتكرار هذا الإجراء مرتين أو ثلاث مرات.

فلاديسلاف أرتيمينكو (UT5UDJ) كييف. أوكرانيا

الأدب

1. بولياكوف ف.ت. هواة الراديو حول تكنولوجيا التحويل المباشر. - م: باتريوت، 1990، ص. 264.
2. ستيبانوف ب. قياس الفولتية الصغيرة للترددات اللاسلكية. - الإذاعة، 1980، العدد 7، ص. 55-56.
3. Artemenko V. جهاز إرسال واستقبال صغير SSB بسيط لمسافة 160 مترًا - هواة الراديو، 1994، N 1.c. 45، 46.
4. أرتيمينكو ف. جهاز إرسال واستقبال بسيط مع EMF. - راديو أماتور، 1995، العدد 2، ص. 7-10.
5. بونين إس جي، يايلينكو إل بي دليل هواة الموجات القصيرة. - ك.: التكنولوجيا، 1984، ص. 264.
6. ستيبانوف ب.، شولجين ج. جهاز الإرسال والاستقبال "راديو-76". - الإذاعة، 1976، العدد 6، ص. 17-19، ن 7، ص. 19-22.
7. ستيبانوف ب.، شولجين ج. جهاز الإرسال والاستقبال "Radio-76M2". - الإذاعة، 1983، العدد 11، ص. 21-23، ن 12، ص. 16-18.
8. Vasilyev V. مسار عكسي في جهاز الإرسال والاستقبال. - الإذاعة، العدد 10، ص 20،21.

يتمتع خلاط الصمام الثنائي الحلقي، مقارنةً بخلاط الترانزستور، بميزة أنه يمنع العديد من منتجات التحويل الثانوية ويزيل تمامًا المرور المباشر للإشارة في مضخم IF ودائرة المذبذب المحلي.

رسم تخطيطى

يتم توفير الإشارة إلى دخل الخلاط الحلقي (V2-V5) من خلال سلسلة غير دورية على الترانزستور V1. يتم توفير جهد المذبذب المحلي للخلاط من خلال ملف اقتران متماثل L1 مع مرشح IF L2C4 مضبوط على تردد 465 كيلو هرتز. يتم الحفاظ على خطية المحول عند دخل الإشارة حتى سعة تساوي حوالي 0.1 سعة جهد المذبذب المحلي.

الجهد الأمثل للمذبذب المحلي (مع الأخذ في الاعتبار الخسائر في المقاومات R3 - R5) هو 150...400 مللي فولت، جهد الإشارة المسموح به هو 10...30 مللي فولت. وهذا يضع قيودًا على كسب مضخم التردد اللاسلكي - يجب أن يكون الحد الأدنى الضروري للحصول على الحساسية المطلوبة لجهاز الاستقبال. بالإضافة إلى ذلك، يجب تغطية مضخم التردد اللاسلكي بواسطة AGC فعال.

تفاصيل

يتم لف الملفين L1 وL2 على إطار موحد مكون من ثلاثة أقسام موضوع في أكواب من الفريت (600НН) بقطر خارجي يبلغ 8.6 مم. منشئ فرعي - مقاس CC2.8 X 14 مصنوع من الفريت من نفس الماركة. يحتوي الملف L1 على 3 × 6 لفات من سلك PELSHO - 0.1 (جرح في سلكين)، الملف L2 - 3 × 24 لفات من سلك PEV-2 - 0.1.