مخلوط کن دوبل بالانس SA612A

میکسر فرکانس متعادل دوگانه فعال گروه SA612A (از شرکت Philips Semiconductors) برای استفاده در دستگاه های گیرنده رادیویی که در باند فرکانسی تا 500 مگاهرتز کار می کنند طراحی شده است. علاوه بر خود میکسر، ریز مدار حاوی یک نوسان ساز داخلی و مدارهای تثبیت ولتاژ است.

اساس میکسر یک تقویت کننده متعادل (دیفرانسیل) است که سیگنال خروجی را ارائه می دهد که تنها با اختلاف بین سیگنال ها در ورودی ها متناسب است و به مقادیر مطلق آنها، نوسانات ولتاژ تغذیه یا تغییرات دمای محیط بستگی ندارد. .

دستگاه در یک جعبه پلاستیکی از دو گزینه طراحی قرار می گیرد: DIP8 (SA612AN) - برای نصب سنتی (شکل 1). S08 (SA612AD) - برای سطح (شکل 2).

بلوک دیاگرام مخلوط کن متعادل SA612A در شکل نشان داده شده است. 3. پینوت دستگاه: پایه های 1 و 2 - ورودی دیفرانسیل تقویت کننده متعادل. پین 3 - پایه منبع تغذیه معمولی و منفی؛ پین های 4 و 5 - خروجی میکسر دیفرانسیل. پایه های 6 و 7 - پایه های اتصال مدارهای نوسان ساز محلی خارجی: پایه 8 - پایه قدرت مثبت.

همانطور که از نمودار مشخص است، دستگاه دارای دو ورودی و خروجی متعادل است (از این رو مشخصه - دو برابر است). این ساختار فرصت های زیادی را در ساخت مدارهای ورودی و خروجی میکسر فراهم می کند (به زیر مراجعه کنید). به طور خاص، استفاده از یک مدار مخلوط کن متعادل به شما امکان می دهد از شر محصولات جانبی تبدیل در سیگنال خروجی خلاص شوید.

مشخصات فنی اصلی در Tamb. av = 25 درجه سانتیگراد و ولتاژ تغذیه 6 ولت

• ولتاژ تغذیه، V......4.5...8
• جریان مصرفی mA حداکثر مقدار......3
• مقدار معمولی......2.4
• حداکثر فرکانس سیگنال ورودی مگاهرتز......500
• حداکثر فرکانس اسیلاتور داخلی داخلی، مگاهرتز......200
• رقم نویز، دسی بل (مقدار معمولی)، در فرکانس سیگنال ورودی 45 مگاهرتز......5
• ضریب تبدیل، دسی بل، در فرکانس سیگنال ورودی 45 مگاهرتز، حداقل مقدار......14
• مقدار معمولی......17
• نقطه تقاطع برای مدولاسیون مرتبه سوم IIРЗ*. dBm (معمولی)، با توان ورودی -45 dBm.....-13
• امپدانس ورودی ورودی های متعادل، کیلو اهم (حداقل مقدار).......1.5
• امپدانس خروجی، کیلو اهم (مقدار معمولی).......1.5
• ظرفیت ورودی، pF......3
• محدوده عملیاتی دمای محیط، درجه سانتیگراد. -40...+85

* این نامی است که به نقطه تقاطع شرطی در نمودار خط مستقیم که قدرت اعوجاج میان مدولاسیون مرتبه سوم را با ادامه ویژگی های دینامیکی خطی میکسر مشخص می کند، داده شده است. این پارامتر به شما امکان می دهد تا محدوده دینامیکی میکسر را با استفاده از مدولاسیون مرتبه سوم ارزیابی کنید.

پارامترهای فرکانس بالا نشان داده شده میکسر بر روی یک میز آزمایش اندازه گیری شد که نمودار آن در شکل نشان داده شده است. 4. در واقع می توان آن را به عنوان یک مدار کلیدزنی معمولی در نظر گرفت.

بسته به کاربرد خاص تراشه، سیگنال ورودی ممکن است به روش های مختلفی اعمال شود. در شکل 5، a و b نسخه های تشدید کننده مدار ورودی را نشان می دهد و در شکل 1. 5،v - پهنای باند (در این مورد، پین استفاده نشده باید برای جریان متناوب با خازن با ظرفیت 0.001 ... 0.1 μF، بسته به فرکانس کاری، "زمین" شود).

سیگنال های خروجی میکسر (در پایه های 4 و 5) دارای فازهای مخالف هستند. بار را می توان هم بین فاز (شکل 6، a) و هم تک فاز (شکل 6، b) روشن کرد. سازنده اجازه می دهد تا خروجی استفاده نشده آزاد بماند. با این وجود، بهتر است آن را نیز از طریق جریان متناوب از طریق خازن "زمین" کنید.

به عنوان یک عنصر تنظیم فرکانس نوسان ساز محلی داخلی، می توانید از یک مدار LC (شکل 7، a) یا یک تشدید کننده کوارتز (شکل 7،6) استفاده کنید که در فرکانس اصلی یا هارمونیک ها کار می کند. در جفت شدن با یک تشدید کننده هارمونیک، لازم است از یک مدار LC اضافی تنظیم شده با فرکانس هارمونیک مربوطه استفاده شود (L1C2C3، شکل 7c). رتبه بندی عناصر خارجی از همان ملاحظاتی که برای یک نوسان ساز محلی معمولی در یک ترانزیستور دوقطبی تعیین می شود، تعیین می شود. پایه 6 میکرو مدار به پایه ترانزیستور داخلی متصل است (VT1 در شکل 7a).

میکسر همچنین می تواند با یک نوسان ساز محلی خارجی کار کند (شکل 7d). دامنه ولتاژ ورودی در پایه 6 میکسر باید در محدوده 200 ... 300 میلی ولت باشد.

در صورت لزوم، سیگنال نوسان ساز محلی را می توان از طریق یک خازن جفت کننده C5 (شکل 7a) با ظرفیت کم به یک مرحله تقویت کننده خارجی رساند. اگر پایه 7 میکسر با مقاومت (R1) با مقاومت 1 ... 10 کیلو اهم شنت شود، دامنه نوسان نوسان ساز محلی بیشتر خواهد بود.

در شکل شکل‌های 8 و 9 وابستگی‌های دمایی شکل نویز Ksh میکسر را در مقادیر مختلف ولتاژ تغذیه و توان ورودی مربوط به "نقطه تقاطع برای اعوجاج مدولاسیون مرتبه سوم" Pvx نشان می‌دهند. از به ترتیب، و در شکل. 10 - وابستگی به همان پارامتر Рвх. از ولتاژ تغذیه

ادبیات

1. Golovin O. V.، Kubitsky A. A. تقویت کننده های الکترونیکی. - م.: رادیو ایسویه، 1362، ص. 87.
2. Polyakov V. T. درباره انتخاب واقعی گیرنده های HF. - رادیو، 1360، شماره 3، ص. 18-21; شماره 4، ص. 21،22.
3. Red E. T. مدار گیرنده های رادیویی. - م.: میر، 1368، ص. 8.
4. SA612A. برگه داده میکسر و نوسانگر دوبالانس. -

هر دستگاه گیرنده رادیویی حاوی مبدل های سیگنال از HF به IF و IF به LF است (ممکن است چندین فرکانس میانی وجود داشته باشد). در PPP تنها یک مبدل وجود دارد، از HF مستقیم به LF. نامیده می شوند میکسرهاو بلافاصله بعد از آنتن و DPF یا بعد از UHF، IF قرار دارند، بنابراین اجزای اصلی گیرنده را با GPA، OG "اتصال" می کنند. بنابراین، پارامترهای کل گیرنده تا حد زیادی به کارایی و کیفیت تبدیل سیگنال بستگی دارد. دو نوع اصلی میکسر وجود دارد - غیرفعال و فعال. اولی دارای ضریب انتقال کمتر از 1 است و دومی تقویت سیگنال بیشتر از واحد را ارائه می دهد، با این حال، برای حفظ محدوده دینامیکی، تقویت بزرگ انجام نمی شود، معمولاً بیش از 10 برابر ولتاژ نیست.

هر میکسر مخصوصاً همان اولی، علاوه بر ضریب انتقال، باید سطح نویز پایینی نیز داشته باشد (برای افزایش حساسیت). یک شاخص به همان اندازه مهم، توانایی سرکوب سیگنال های قدرتمند خارج از باند است که می تواند منجر به تشخیص مستقیم و "انسداد" سیگنال اصلی شود.

میکسرهای نوع فعال در این مقاله مورد توجه قرار نخواهند گرفت، زیرا این یک موضوع مستقل جداگانه است. این مقاله به میکسرهای غیرفعال ساخته شده بر روی عناصر غیرفعال - دیودهای نیمه هادی اختصاص دارد، زیرا آنها بیشترین استفاده را در طرح های مختلف رادیویی آماتور دارند. مدارهای میکسر غیرفعال در اثر میدانی، از جمله ترانزیستورهای پرقدرت که در حالت های کلیدی کار می کنند، و همچنین مدارهای میکسر روی سوئیچ های الکترونیکی در انواع مختلف (مولتی پلکسر/دم مولتی پلکسر) نیز گسترده شده اند. با این حال، این نیز یک موضوع برای یک مقاله جداگانه است.

اول از همه، میکسرهای متعادل از انواع مختلف مدارهای متقارن هستند که در آنها دو سیگنال (ورودی RF و هتروداین) با هم مخلوط می شوند. میکسرهای دوبل بالانس به طور گسترده در مدارهای گیرنده رادیویی استفاده می شوند. آنها نه تنها با توجه به نوسانات نوسانگر محلی، بلکه با توجه به سیگنال ورودی نیز متعادل هستند. این نوع میکسر هر دو نوسان ساز محلی و سیگنال های ورودی را در خروجی ضعیف می کند. به طور طبیعی، خروجی نیز سطح پایین تری از محصولات جانبی تبدیل را در مقایسه با میکسرهای متعادل معمولی تولید می کند.

در فرکانس های HF باندهای رادیویی آماتور (تا 30 مگاهرتز)، دیودهای سیلیکونی با فرکانس بالا معمولی، به عنوان مثال، انواع KD503، KD509، KD514، KD521، KD522 و نوع ژرمانیوم GD508 نیز دارای خواص تبدیل نسبتا خوبی هستند.

در میکسرهای متعادل دوبل، استفاده از دیودهای شاتکی (به عنوان مثال، نوع KD922) توصیه می شود. یک اشتباه نسبتا رایج این است که دیودهای سیلیکونی KD514 را دیودهای شاتکی در نظر بگیریم. اینها دیودهای شاتکی نیستند، اما با توجه به برخی ویژگی ها کاملاً به آنها نزدیک هستند. گاهی اوقات این خطا در ادبیات مرجع قدیمی رخ می دهد، زیرا ... با توجه به این فناوری، دیود با تماس فلز نیمه هادی قبلاً دیود با ساختار شاتکی نامیده می شد (به گفته نویسنده این فناوری). تکنولوژی تولید آن تلاقی بین یک دیود معمولی با یک اتصال pn و یک دیود با یک مانع شاتکی است. طبق علم فیزیک (نه تکنولوژی!)، ولتاژ پیشروی دیودهای سیلیکونی شاتکی به طور قابل توجهی کمتر از دیودهای سیلیکونی معمولی (با استفاده از هر فناوری دیگری) است. علاوه بر این، نسبت زیادی از مقاومت معکوس به جلو و ظرفیت ناچیز در بایاس صفر وجود دارد. دیودهای شاتکی زمان سوئیچینگ بسیار کوتاهی دارند که دامنه فرکانس کاربرد آنها را افزایش می دهد (تا چند صد گیگاهرتز).

استفاده از دیودهای سیلیکونی، پالسی، همپایی-مسطح، پرسرعت، با بازیابی کوتاه KD514 (که نامش درست است!) در سوئیچ های پرسرعت که شامل میکسرهای دایود حلقه ای هستند، با کاهش رقم نویز حساسیت را افزایش می دهد. بنابراین، می تواند بهره مسیر IF (و در نهایت حساسیت) را افزایش دهد. گاهی اوقات در عمل، نصب KD514 بدون انتخاب دیود، تأثیر قابل توجه و شنیدنی دارد که نمی توان در مورد KD503 و سایر انواع دیودها گفت.

مقدار تلفات در یک میکسر دیود معمولاً 6-10 دسی بل است. این مقدار زیادی نیست، اما بیشتر طراحان می خواهند ضرر کمتری داشته باشند. این نشان دهنده نیاز به استفاده از یک میکسر فعال در مدار گیرنده است. اما محدوده دینامیکی (DR) یک گیرنده با یک میکسر غیرفعال اغلب بیشتر از یک گیرنده با یک میکسر فعال است. علاوه بر این، زمانی که گیرنده رادیویی برای کار با ایستگاه های رادیویی قدرتمند همسایه در نظر گرفته شده است، یا در شرایط مسابقات رادیویی آماتور، زمانی که در تخلیه هوای عمومی، ایستگاه های ضعیف در مجاورت همسایگان قدرتمند قرار دارند، DD مورد نیاز است. در شرایط عادی، این تقریبا هرگز اتفاق نمی افتد. بنابراین، بزرگی دامنه دینامیکی گیرنده نباید به طور خاص ما را نگران کند.

اگر میکسر اولین مرحله گیرنده باشد و این اغلب اتفاق می افتد، پس تمام ویژگی های اصلی گیرنده عملاً به کیفیت میکسر بستگی دارد. سطح صدای خود میکسر مهم است. هرچه کوچکتر باشد، حساسیت قابل دستیابی گیرنده بیشتر می شود. با توجه به موارد فوق، مشخص می شود که در بین دیودها، اولویت باید به دیودهایی داده شود که کمترین مقاومت داخلی مستقیم اتصال p-n را دارند. هرچه کوچکتر باشد، نویز کمتری در دیود با همان جریان از دیود ایجاد می شود. باید در نظر داشت که مرحله بعد از میکسر نیز باید دارای نویز کم باشد. این برای درک مزایای یک مخلوط کن غیرفعال بسیار مهم است.

شکل 1 مدارهای یک میکسر متعادل ساده و یک میکسر حلقه ای (دوبالانس) ساخته شده با استفاده از دیودها را نشان می دهد.

این میکسرها از ترانسفورماتورهای بالون T1 و T2 استفاده می کنند که روی هسته های فریت حلقه ای با پیچش سه سیم پیچ می شوند.

برای دستیابی به حداکثر حساسیت، هنگام تنظیم میکسر، باید ولتاژ نوسانگر محلی را انتخاب کنید. ولتاژ ناکافی باعث کاهش ضریب انتقال و افزایش مقاومت ورودی می شود و ولتاژ بیش از حد باعث افزایش نویز خود میکسر می شود. در هر دو مورد، حساسیت کاهش می یابد. ولتاژ بهینه از کسری از ولت تا 1-1.5 ولت (مقدار دامنه) متغیر است و به نوع دیود بستگی دارد.

در میکسرهایی با دیودهای پشت به پشت (VPD)، ولتاژ به طور همزمان از طریق سیم پیچ کوپلینگ تامین می شود - سیگنال از مدار ورودی و ولتاژ نوسانگر محلی (شکل 2).

ولتاژ نوسانگر محلی به طور قابل توجهی بیشتر از ولتاژ سیگنال است. برای عملکرد عادی چنین میکسر روی دیودهای سیلیکونی، ولتاژ نوسانگر محلی باید 0.6-0.7 V (مقدار دامنه) باشد. یکی از دیودها در قله های نیمه امواج مثبت سیگنال نوسانگر محلی باز می شود، و دیگری - در قله های منفی. در نتیجه، مقاومت دیودهای موازی متصل در طول دوره ولتاژ هتروداین دو بار کاهش می یابد. از این رو مزایای این میکسر مانند عدم وجود جریان مستقیم (میکسر سیگنال یا ولتاژ نوسانگر محلی را تشخیص نمی دهد). و فرکانس نوسانگر محلی نصف فرکانس سیگنال انتخاب می شود که ثبات فرکانس را بهبود می بخشد و تداخل نوسانگر محلی را به مدارهای ورودی میکسر کاهش می دهد، زیرا انتشار سیگنال آن 30-60 دسی بل کمتر (نصف فرکانس سیگنال) نسبت به میکسرهای معمولی است.

در یک میکسر VPD، بهتر است از دیودهای سیلیکونی با ولتاژ آستانه حدود 0.5 ولت استفاده کنید - آنها نسبت به دیودهای ژرمانیومی ایمنی نسبت به نویز کمی بیشتر دارند. در هر صورت لازم است ولتاژ نوسان ساز محلی بهینه برای حداکثر ضریب انتقال انتخاب شود. به طور کلی، همه انواع میکسرهای دیود نیاز به انتخاب دقیق ولتاژ GPA برای به دست آوردن بهترین پارامترهای میکسر دارند.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد عملکرد میکسرها، توصیه می کنیم به آثار V.T. Polyakov، G. Tyapichev که پیوندهای آنها در انتهای مقاله آمده است، مراجعه کنید.

با جمع بندی موارد فوق، لازم به ذکر است که در مدارهای فوق دیود میکسرها (علاوه بر انتخاب صحیح نوع دیود) هم تقارن (مشخصات یکسان) خود دیودها و هم بازوهای آنها (در مدارهای حلقه) لازم است. ، و تقارن طرح. بنابراین، برای عملکرد عادی دیودها در مدارهای میکسر، می توان در مورد نیاز به انتخاب صحیح و نصب آنها بر روی برد مدار صحبت کرد (طراحی نصب میکسر روی دیودها در پایان مقاله مورد بحث قرار خواهد گرفت).

بدون انتخاب دیودها، اطمینان از تقارن مورد نیاز پل دشوار است، به ویژه در مدارهایی که هیچ عنصر متعادل کننده ای در آن وجود ندارد، مانند مدارهای شکل 1 و 2. تقارن مورد نیاز ولتاژ هترودین با این واقعیت به دست می آید. که سیم پیچ کوپلینگ (یا ترانسفورماتورهای باند پهن) به طور همزمان توسط دو سیم پیچ خورده دیگر پیچیده شده و به طور کاملاً متقارن روی یک حلقه فریت قرار می گیرد. عدم پیروی از این قانون ساده منجر به این واقعیت می شود که برخی از آماتورهای رادیویی که انواع مدرن دیودها را نصب می کنند آنها را در خلال اشکال زدایی اولیه طراحی میکسر انتخاب نمی کنند و معتقدند که عدم تقارن عناصر خانگی باقی مانده سود حاصل از انتخاب آنها را کاهش می دهد. صفر به طور طبیعی، دلایل عدم تقارن ممکن است نه تنها با خود ترانسفورماتورها مرتبط باشد، بنابراین عجله در انجام مجدد آنها توصیه نمی شود.

هنگام انتخاب دیودها برای یک میکسر بر اساس مواد مرجع، باید توجه داشت که ظرفیت خازن آنها باید یکسان (و تا حد ممکن کوچکتر) در همان ولتاژ باشد. توصیه می شود حداقل زمان تعویض (بازیابی) را انتخاب کنید. V.T. Polyakov, RA3AAEدر آثار او نشان می دهد که اولویت باید به دیودهایی با ظرفیت کمتر (بیش از 1...3 pF) و کوتاه ترین زمان بازیابی مقاومت معکوس (بیش از 10...30 ns) داده شود. این داده ها را می توان در کتاب های مرجع یافت. هنگام کار بر روی VHF، نیازها حتی بیشتر می شود.

در بسیاری از موارد، انتخاب بهینه ممکن است استفاده از ریز مجموعه های دیودی آماده با ویژگی های انتخاب شده باشد. به عنوان مثال، اغلب توصیه می شود KDS523A، B، یا دیودهای انتخاب شده برای مونتاژ (KDS523VR). با این حال، در تعدادی از موارد، لازم است این مجموعه ها حداقل به ساده ترین روش بررسی شوند، زیرا میزان پخش مجاز در آنها می تواند به 10٪ برسد و این می تواند بر عملکرد میکسرها تأثیر منفی بگذارد و نیاز به اضافه کردن مقاومت های متعادل کننده و / یا خازن های مدار میکسر که به طور کلی بی فایده است، زیرا تلفات را در میکسر افزایش می دهد. و این همیشه نامطلوب است.

انتخاب دیودها بر اساس مقاومت مستقیم، که اخیراً گسترده شده است، چندان مرتبط به نظر نمی رسد، زیرا یک ترانسفورماتور ناقص (همانطور که در بالا ذکر شد) همچنان عدم تعادل را در بازوهای پل ایجاد می کند. البته، اگر به تقارن کامل سیم پیچ ها و برابری مقاومت کل (مختلط) آنها اطمینان دارید، با استفاده از یک مولتی متر دیجیتال معمولی (در حالت "تست") می توانید دیودهایی را با انحرافات زیاد در مقاومت های مستقیم رد کنید. دلیل دومی وجود دارد، حتی مهمتر. نکته این است که برابری مقاومت های مستقیم فقط به این معنی است که با همان دامنه نوسانگر محلی، همان جریان از دیود عبور می کند. اما این برای ولتاژهای بالا از GPA مهم است، اما برای سیگنال های ورودی، که دامنه آنها بسیار کوچکتر است و در سطح میکروولت قرار دارد، مهمترین چیز همان ویژگی های I-V دیودها دقیقاً در منطقه ولتاژ پایین است. یعنی در همان ابتدای مشخصه ولتاژ جریان، و نه در منطقه ولتاژ بالا.

متأسفانه، دیودهای خانگی، حتی از همان دسته، و نه تنها از همان نوع، دارای گستره بسیار زیادی از پارامترها هستند، بنابراین انتخاب ساده با مقاومت (ولتاژ رو به جلو) در یک نقطه از مشخصه ولتاژ جریان بی اثر است. توضیح اینکه چرا چنین انتخابی موثر نیست در شکل زیر آورده شده است. در واقع، گسترش ویژگی های I-V دیودها می تواند بسیار زیاد باشد، اما به طور اتفاقی، در نقطه اندازه گیری، مقاومت داخلی دیودها با دقت نسبتاً بالایی یکسان خواهد بود. در واقع، این اغلب ممکن است. با این حال، این فقط ظاهر هویت ویژگی های جریان-ولتاژ دیودها است. انتخاب با استفاده از 2 امتیاز دقیق تر است. اما چنین انتخابی همچنین فقط بررسی همزمانی ویژگی های ایستا و نه پویا است.

بنابراین، اغلب توصیه می شود از موارد وارداتی استفاده کنید - همان 1N4148 (مشابه KD522). آنها گسترش قابل توجهی کوچکتری دارند که عملکرد خوب میکسر را حتی بدون انتخاب تضمین می کند. اگرچه انتخاب مشخصه جریان-ولتاژ در یک نقطه با یک مولتی متر دیجیتال (در حالت تست) بسیار ساده است. لازم به ذکر است که در این مدار برای انتخاب (و در سایرین نیز!) دیودها باید با استفاده از گیره تمساح یا موارد مشابه متصل شوند، اما به هیچ وجه با لحیم کاری. حتی پس از اتصال با گیره ها، باید کمی صبر کنید - گرم کردن دیودها با دست نتایج اندازه گیری را تغییر می دهد (البته به لحیم کاری اشاره نکنیم). و باید به دمای اتاق برسند...

می توانید با مونتاژ ساده ترین مدار، دیودها را بر اساس "ولتاژ مستقیم" انتخاب کنید: از یک منبع پایدار با ولتاژ حداقل 10 ولت، جریان رو به جلو از طریق دیود از طریق یک مقاومت (به عنوان مثال، 1 میلی آمپر) تنظیم می شود. و افت ولتاژ را با هر ولت متری با امپدانس ورودی بالا (لوله، نوع VK7-9 یا هر دیجیتال که بهتر است) اندازه گیری می کنند. دیودهایی را انتخاب کنید که نزدیکترین مقادیر ولتاژ اندازه گیری شده را دارند. می توانید دو نقطه را بررسی کنید، به عنوان مثال، با تنظیم جریان های 1 میلی آمپر و 0.1 میلی آمپر.

یک تکنیک رایج برای انتخاب دیودها برای یک مخلوط کن متعادل حلقه توصیه می شود و شرح داده شده است ب. استپانوف، RU3AX. برای مقایسه مشخصات جریان-ولتاژ دیودها در جهت جلو استفاده می شود. از آنجایی که دیود نیمه هادی یک عنصر غیر خطی است، اندازه گیری مستقیم مقاومت مستقیم آن با اهم متر اجازه چنین مقایسه ای را نمی دهد. این کار باید در چندین (حداقل دو) نقطه از مشخصه جریان-ولتاژ دیود انجام شود، و افت ولتاژ در سراسر دیود در مقادیر جریان رو به جلو ثابت اندازه‌گیری شود. نمودار ساده ترین دستگاهی که به شما امکان می دهد دیودها را انتخاب کنید در شکل نشان داده شده است.

برای انتخاب دیودها، مقادیر دقیق جریان تثبیت شده مهم نیست - همه دیودها با مقادیر جریان مشابه مقایسه می شوند. فقط لازم است که این مقادیر حدود ده برابر متفاوت باشد ... جزئیات مونتاژ و عملکرد این دستگاه آورده شده است. .

گیرنده ها و گیرنده های تبدیل مستقیم به دلیل سادگی، حساسیت و گزینش پذیری بالا و قابلیت اطمینان خوب، در بین آماتورهای رادیویی محبوب هستند. اما همیشه اینطور نیست که یک دستگاه، حتی دستگاهی که بر اساس طراحی به خوبی توسعه یافته ساخته شده است، قابلیت ها و پارامترهای اولیه خود را درک کند.

در نتیجه چندین سال کار نویسنده این مقاله از این گروه از تجهیزات ارتباطی، مشخص شد که واحدهای فرکانس پایین (عمدتا تقویت کننده های فرکانس پایین) هنگامی که ولتاژ تغذیه به 2...6 کاهش می یابد، فعال می مانند. V (در 9...12 ولت اسمی). در همان زمان، سود آنها، به عنوان یک قاعده، کاهش می یابد.

دلیل اصلی عملکرد نامطلوب گیرنده‌ها و فرستنده‌های تبدیل مستقیم، حالت عملکرد غیربهینه میکسر است. پارامترهای بالا تنها با انتخاب دقیق ولتاژ فرکانس بالا هترودین در دیودهای میکسر به دست می آیند. در دیودهای سیلیکونی باید در 0.6 ... 0.75 V و در دیودهای ژرمانیوم 0.15 ... 0.25 باشد. در ولتاژهای کمتر نوسانگر محلی، ضریب انتقال میکسر کاهش می یابد. همچنین در ولتاژهای بالا کاهش می یابد، زیرا دیودها تقریباً همیشه باز هستند. در همان زمان صدای میکسر افزایش می یابد.

پایداری فرکانس و دامنه ولتاژ ارائه شده به میکسر از نوسانگر محلی (به ویژه در باندهای آماتور HF) تا حد زیادی به پایداری ولتاژ تغذیه بستگی دارد.

تقریباً در تمام مدارهای ارائه شده در ادبیات، مداری برای تنظیم ولتاژ هتروداین در دیودهای میکسر وجود ندارد. توصیه می شود یک خازن کوپلینگ بین نوسان ساز محلی و میکسر انتخاب کنید یا تعداد دور سیم پیچ کوپلینگ را تغییر دهید. اما این فرآیند بسیار کار فشرده است و علاوه بر این، اطمینان نمی دهد که دستگاه به درستی پیکربندی شده است.

عیب این روش این است که در طول فرآیند راه اندازی، لازم است گیرنده (فرستنده گیرنده) خاموش شود و خازن دوباره لحیم شود یا سیم پیچ به عقب برگردد. اما در این مدت، ایستگاه آماتوری که حجم دریافت آن در حال تنظیم است، اغلب از کار می افتد و بنابراین نمی توان از افزایش یا کاهش حساسیت دستگاه در حال تنظیم مطلع شد. انجام تنظیم با استفاده از سیگنال های یک ایستگاه "ضعیف" در طول عبور پایدار امواج رادیویی، یعنی. هنگامی که هیچ نوسانات قابل توجهی در سطح سیگنال دریافتی وجود ندارد.

به دلیل عدم وجود ابزارهای اندازه گیری لازم، گیرنده ها و فرستنده های تبدیل مستقیم اغلب "با گوش" تنظیم می شوند که بهترین تأثیر را روی پارامترهای آنها ندارد.

Puc.1

در شکل شکل 1 نمودار یک پروب ولت متر را نشان می دهد که مطابق با توصیه های داده شده در آن اصلاح شده است. این به شما امکان می دهد تا ولتاژ نوسانگر محلی را مستقیماً در دیودهای میکسر اندازه گیری کنید.

بیایید به راه‌های ساده برای پیکربندی و اصلاح گیرنده‌ها و فرستنده‌های تبدیل مستقیم نگاه کنیم، که می‌تواند نقص‌های طراحی فوق را از بین ببرد.

Puc.2

اول از همه، در طول اصلاح، باید یک مدار برای تثبیت ولتاژ تغذیه نوسان ساز محلی معرفی شود. مدار تثبیت کننده در شکل نشان داده شده است. 2. دیود زنر VD1 با ولتاژ تثبیت کننده 1.5 ... 2 برابر کمتر از ولتاژ تغذیه نامی گیرنده (فرستنده گیرنده) انتخاب شده است. مقاومت R 1 جریان بهینه را از طریق دیود زنر تنظیم می کند. مقاومت مقاومت R1 باید به گونه ای باشد که جریان تثبیت دیود زنر VD1 از حداکثر مقدار مجاز تجاوز نکند. خازن C1 "نشت" نویز دیود زنر را کاهش می دهد و در نتیجه باعث کاهش مدولاسیون نویز ولتاژ نوسانگر محلی و کاهش نویز کلی گیرنده می شود.

تغییر ولتاژ RF در دیودهای میکسر با یک مقاومت غیر القایی تنظیم کننده که به صورت موازی یا سری با سیم پیچ اتصال متصل شده است (به ترتیب R1، به ترتیب در شکل 3 و 4) راحت است.

در مورد دوم، می توانید هم از اتصال ترانسفورماتور (شکل 4، a) نوسانگر محلی با میکسر و هم از یک ترانسفورماتور خودکار استفاده کنید (شکل 4،6). برای تنظیم دقیق تر ولتاژ نوسانگر محلی (به عنوان مثال، هنگام دریافت سیگنال از ایستگاه های کم شنوایی "توسط گوش")، ولت متر RF خاموش می شود.

لازم به ذکر است که در صورت اعمال اصلاحات فوق، تعداد چرخش سیم پیچ های کوپلینگ باید کمی افزایش یابد، زیرا معرفی یک مقاومت اصلاح کننده ولتاژ خروجی نوسانگر محلی را کاهش می دهد. این به ویژه در مورد گزینه ای که نمودار آن در شکل 3 نشان داده شده است صدق می کند. در مجموع، تعداد دور سیم پیچ کوپلینگ، مقاومت مقاومت R1 و ظرفیت خازن C2 باید به گونه ای باشد که ولتاژ روی دیودهای سیلیکونی میکسر را بتوان در محدوده 0 تا 1.2...2 تنظیم کرد. V، در دیودهای ژرمانیوم - از 0 تا 0.5 ... 1 ولت. در این مورد، ولتاژ بهینه تقریباً در موقعیت میانی لغزنده مقاومت R1 به دست می آید.

می توانید ولتاژ خروجی نوسان ساز محلی را با تغییر ولتاژ تغذیه تنظیم کنید، همانطور که برای مثال در [3] انجام شد. با این حال، این فقط در فرکانس های تا 3 ... 4 مگاهرتز مناسب است. در فرکانس های بالاتر (بالاتر از 7 مگاهرتز)، چنین تنظیمی می تواند منجر به تغییر قابل توجهی در فرکانس نوسانگر محلی شود.

در شکل شکل 5 نموداری از یک نوسان ساز محلی با یک گره بافر را نشان می دهد که یک مدار تنظیم ولتاژ خروجی در آن معرفی شده است. هنگام تکرار باید در نظر داشت که دنبال کننده امیتر افزایش ولتاژ را ایجاد نمی کند و بنابراین ولتاژ فرکانس بالا روی سیم پیچ کوپلینگ باید دو برابر بیشتر باشد. از مقدار مورد نیاز برای عملکرد عادی میکسر.

در تمرین رادیویی آماتور، میکسرهای متعادل دیود بیشترین استفاده را دارند. مزایای اصلی آنها سادگی طراحی و پیکربندی، عدم سوئیچینگ فرکانس بالا هنگام تغییر از دریافت به انتقال است. میکسرهای متعادل بر اساس ترانزیستورهای اثر میدانی و دوقطبی بسیار کمتر مورد استفاده قرار می گیرند.

در میکسرهای دیود متعادل ساده، ولتاژ نوسانگر محلی و برخی محصولات فرعی تبدیل خروجی را می توان تا 35 دسی بل یا بیشتر سرکوب کرد. اما چنین نتایجی فقط در یک جهت به دست می آیند: یکی که در آن میکسر متعادل است. در طراحی اصلی فرستنده و گیرنده، میکسر فقط نسبت به تقویت کننده قدرت متعادل است. اگر از یک مخلوط کن متعادل استفاده شود، نویز کاهش می یابد، حساسیت افزایش می یابد و ایمنی در برابر صدا بهبود می یابد.

میکسرهای دوبل بالانس در هر دو ورودی (خروجی) متعادل هستند. آنها نه تنها نوسانات نوسانگر محلی، بلکه سیگنال تبدیل شده را نیز سرکوب می کنند و تنها محصولات اختلاط آنها را باقی می گذارند و در نتیجه خلوص طیف را تضمین می کنند. استفاده از چنین میکسرهایی این امکان را فراهم می کند که الزامات فیلتر تمیز کننده موجود در خروجی میکسر را کاهش داده و حتی با اتصال مستقیم خروجی میکسر به تقویت کننده IF، که در خروجی آن باید یک انتخاب اصلی وجود داشته باشد، آن را به کلی رها کنید. فیلتر (به عنوان مثال، یک فیلتر EMF یا یک فیلتر کوارتز). یک سطح سیگنال قابل توجهی بالاتر را می توان در حین دریافت به میکسر دوگانه عرضه کرد، زیرا به شدت اثر تشخیص مستقیم سیگنال یا تداخل را تضعیف می کند. تشخیص بدون مشارکت نوسانات نوسانی محلی اتفاق نمی افتد، همانطور که در یک آشکارساز دامنه معمولی اتفاق می افتد.

اغلب در طرح های رادیویی آماتور از یک میکسر متعادل دوگانه استفاده می شود که نمودار آن در شکل نشان داده شده است. 6. به آن حلقه شکل نیز می گویند، زیرا دیودهای موجود در آن به حلقه متصل هستند.

هنگام کار در محدوده فرکانس پایین، ترانسفورماتورهای فرکانس بالا معمولاً بر روی حلقه های فریت با اندازه استاندارد K7x4x2 با نفوذپذیری مغناطیسی 600 ... 1000 با سه سیم PELSHO 0.2 به هم پیچیده می شوند (3-4 پیچ در هر 1). سانتی متر طول). تقریباً 25 دور بچرخانید (تا زمانی که حلقه کاملاً پر شود). هنگام نصب ترانسفورماتور، سیم پیچ های آن طبق شکل 1 فاز بندی می شوند. 6 و 7.

دو گزینه اصلی برای ترکیب یک میکسر متعادل دوگانه در یک فرستنده و گیرنده وجود دارد. در حالت اول، سیگنال هم در حین دریافت و هم در انتقال در یک جهت از ورودی به خروجی میکسرها عبور می کند. برای مثال، این کار در فرستنده‌های معروف Radio-76 و Radio-76M2 انجام می‌شود. آزمایش های متعدد انجام شده توسط نویسنده نشان داده است که با ولتاژ هتروداین کمتر از بهینه، حساسیت در حالت دریافت به طور قابل توجهی بدتر می شود و با ولتاژ بالاتر، سرکوب حامل در حالت انتقال به طور قابل توجهی کاهش می یابد (حساسیت نیز کاهش می یابد، اما این نسبت به مورد قبلی کمتر در گوش قابل توجه است). وابستگی کیفی پارامترهای اصلی فرستنده گیرنده به سطح ولتاژ نوسان ساز محلی عرضه شده به میکسر در شکل 1 نشان داده شده است. 8 (منحنی 1 - حساسیت در هنگام دریافت، تعیین شده توسط گوش، 2 - حساسیت، اندازه گیری شده توسط ابزار، 3 - سرکوب حامل در هنگام انتقال).

در گزینه دوم سیگنال در حالت دریافت به ورودی میکسر متعادل و هنگام ارسال به خروجی تغذیه می شود. با این اتصال از اصل برگشت پذیری میکسر استفاده می شود. به این صورت است که مسیر RF فرستنده گیرنده در . راه اندازی یک میکسر در این مورد نیز به تنظیم ولتاژ هترودین بهینه و متعادل کردن دقیق آن منجر می شود. به ویژه باید توجه داشت که عملیات راه اندازی به اصل ساخت مسیر RF فرستنده گیرنده بستگی ندارد.

اول از همه، شما باید میکسرها را تنظیم کنید. لغزنده های مقاومت متعادل کننده در آنها ابتدا در موقعیت وسط قرار می گیرند. سپس GSS را به سوکت آنتن فرستنده گیرنده وصل کنید و ولتاژ هتروداین را به تدریج در میکسرها افزایش دهید. سیگنال از GSS در سطحی عرضه می شود که حساسیت مسیر دریافت را چندین برابر بیشتر می کند. برای رسیدن به دریافت سیگنال ضروری است. هیچ ژنراتوری وجود ندارد، این عملیات توسط گوش انجام می شود، سیگنال را از یک ایستگاه رادیویی آماتور SSB یا یک مولد نویز با استفاده از دیود زنر کم مصرف دریافت می کند.

سپس هر یک از همزن ها به نوبه خود تنظیم می شود. ابتدا ولتاژ هترودین بهینه انتخاب می شود. برای انجام این کار، به تدریج افزایش می یابد و توسط گوش ارزیابی می شود: آیا حجم دریافت سیگنال GPS، ایستگاه رادیویی یا تولید کننده نویز در حال افزایش است. همانطور که نویسنده اشاره کرد، با افزایش ولتاژ هتروداینی که به میکسر عرضه می‌شود، حجم شنیدن ابتدا افزایش می‌یابد و به حداکثر می‌رسد و سپس تقریباً بدون تغییر باقی می‌ماند (شکل 8، منحنی 1). ولتاژ هترودین باید طوری تنظیم شود که وقتی کمی کاهش می یابد، ولوم دریافت کاهش می یابد و وقتی کمی افزایش می یابد، افزایش نمی یابد. در عمل، این امر با حرکت در محدوده های کوچک لغزنده مقاومت که سطح ولتاژ خروجی نوسانگر محلی را کنترل می کند، محقق می شود. اگر فرستنده گیرنده این قابلیت را ندارد، باید دستگاه را اصلاح کرد.

به عنوان یک قاعده، یک دنبال کننده امیتر در خروجی یک یا دیگر نوسانگر محلی متصل می شود. در این مورد، تغییر بسیار ساده به نظر می رسد: مقاومت ثابت در مدار امیتر ترانزیستور با یک مقاومت برش غیر القایی با همان مقدار ثابت جایگزین می شود.

پس از بهینه سازی ولتاژ هتروداین، باید دوباره با دقت بیشتری میکسرها را متعادل کنید. یک میلی ولت متر یا اسیلوسکوپ RF به ورودی یا خروجی متصل می شود (بسته به طراحی فرستنده گیرنده) و با حرکت دادن نوار لغزنده مقاومت R1 و سپس تنظیم خازن های C1 و C2 (نگاه کنید به شکل 7) به حداقل خوانش می رسیم. . اگر از دستگاه هایی با مقاومت ورودی بالا استفاده می شود، باید مقاومت هایی با مقاومت مشابه (در محدوده 50 ... 100 اهم) به ورودی و خروجی میکسر متصل شوند.

اولویت باید به تعادل نسبت به خروجی مسیر انتقال داده شود. اختلاف تعادل بین ورودی و خروجی میکسر باید کم باشد (چند دسی بل). اگر به 10 دسی بل یا بیشتر برسد، به طور معمول، این نتیجه این واقعیت است که ولتاژ هترودین عرضه شده به میکسر به طور قابل توجهی بالاتر از حد مطلوب است.

نویسنده دستگاه های ساده ای برای بررسی و تعادل میکسرها ایجاد کرده است. در شکل شکل 9، a مدار تقویت کننده RF را نشان می دهد، یک میکسر به ورودی وصل شده است و یک ولت متر فرکانس بالا برای تنظیم خشن به خروجی وصل شده است (شکل 9، b) و برای تنظیم دقیق - یک پروب RF (شکل 9، ج). در این مورد، نیازی به نصب مقاومت های اضافی با مقاومت 50 ... 100 اهم در میکسر نیست.

میکسرها در نهایت پس از نصب در فرستنده گیرنده تنظیم می شوند (به حالت انتقال تغییر می کند). ابتدا دستگاه باید در حالت دریافت تنظیم شود. برای جلوگیری از تداخل نویز میکروفون در تعادل، ورودی تقویت کننده میکروفون اتصال کوتاه دارد. میکسر با کمترین فرکانس ابتدا متعادل می شود و سپس بقیه به ترتیبی که سیگنال از آنها در حالت انتقال عبور می کند، به حداقل قرائت RF در بار معادل (شکل 10) متصل به تقویت کننده قدرت فرستنده گیرنده دست می یابد. پس از این، تنظیمات گره های باقی مانده تنظیم می شوند. توصیه می شود این روش را دو یا سه بار تکرار کنید.

ولادیسلاو آرتمنکو (UT5UDJ) کیف. اوکراین

ادبیات

1. Polyakov V.T. آماتورهای رادیویی در مورد فناوری تبدیل مستقیم. - م.: میهن پرست، 1990، ص. 264.
2. Stepanov B. اندازه گیری ولتاژهای RF کوچک. - رادیو، 1359، ن 7، ص. 55-56.
3. Artemenko V. مینی گیرنده SSB ساده برای 160 متر - رادیو آماتور، 1994، N 1.c. 45، 46.
4. Artemenko V.A. یک فرستنده و گیرنده ساده با EMF. - RadioAmator، 1374، N 2، ص. 7-10.
5. Bunin S.G., Yaylenko L.P. راهنمای آماتور موج کوتاه. - ک.: فناوری، 1984، ص. 264.
6. Stepanov B.، Shulgin G. فرستنده گیرنده "رادیو-76". - رادیو، 1355، ن 6، ص. 17-19، ن 7، ص. 19-22.
7. Stepanov B.، Shulgin G. فرستنده گیرنده "Radio-76M2". - رادیو، 1362، ن 11، ص. 21-23، ن 12، ص. 16-18.
8. Vasiliev V. مسیر برگشت پذیر در یک فرستنده گیرنده. - رادیو، ن 10، ص 20،21.

میکسر دیود حلقه ای، در مقایسه با ترانزیستوری، این مزیت را دارد که بسیاری از محصولات جانبی تبدیل را سرکوب می کند و عبور مستقیم سیگنال در تقویت کننده IF و مدار نوسان ساز محلی را تقریباً به طور کامل حذف می کند.

نمودار شماتیک

سیگنال به ورودی میکسر حلقه (V2-V5) از طریق یک آبشار غیر دوره ای در ترانزیستور V1 تامین می شود. ولتاژ نوسان ساز محلی از طریق یک سیم پیچ جفت متقارن L1 با یک فیلتر IF L2C4 که روی فرکانس 465 کیلوهرتز تنظیم شده است، به میکسر عرضه می شود. خطی بودن مبدل در ورودی سیگنال تا دامنه ای معادل تقریباً 0.1 دامنه ولتاژ نوسانگر محلی حفظ می شود.

ولتاژ نوسان ساز محلی بهینه (با در نظر گرفتن تلفات در مقاومت های R3 - R5) 150 ... 400 میلی ولت است، ولتاژ سیگنال مجاز 10 ... 30 میلی ولت است. این محدودیت‌هایی را در بهره تقویت‌کننده RF ایجاد می‌کند - برای به دست آوردن حساسیت مورد نیاز گیرنده باید حداقل لازم باشد. علاوه بر این، تقویت کننده RF باید توسط یک AGC موثر پوشانده شود.

جزئیات

سیم پیچ های L1 و L2 روی یک قاب سه بخش یکپارچه قرار می گیرند که در فنجان های فریت (600NN) با قطر خارجی 8.6 میلی متر قرار داده شده است. زیرساز - سایز CC2.8 X 14 ساخته شده از فریت همین برند. سیم پیچ L1 شامل 3X6 پیچ سیم PELSHO - 0.1 (زخم شده در دو سیم)، سیم پیچ L2 - 3 X 24 پیچ سیم PEV-2 - 0.1 است.