Статистика
Время:
Зарегистрированных: 82443
Последним зарегистрирован: Waeszx
Рекорд посещаемости: 12585
Групп пользователей: 4
 Группы:
[Admin] [Cоучастник] [Автор] [Модератор]
 Сейчас на сайте
 Всего: 307
 Гостей: 266
 Анонимных: 4
 Пользователей: 37
 Зарегистрированные:
fox910 Bober dima2ko Waeszx rioi srzv1980 rx3apf Koka feoktii status777 khach alex286 ded ua4fgj BORISICHnt hardhacker Grishanenko Yuriy elektronshik Misterior vvp68 Des-Sert Andrew007 roma_ar syava pVic 2n2222 starina avd.1960 MishaSinica020909 bug77 maliuga demidich validity77 Slider udav vdl1011

> Статьи -> Азбука УКВ аппаратуры. Часть 1. Статья 4.
Предыдущая статья

Часть 1. Блоки УКВ аппаратов. Статья 4. Смесители высоких частот.

Требования к смесителям
Параметры приемной части любого радиоприемника во многом зависят от смесителя расположенного сразу же после усилителя поступающих от антенны сигналов.

Смеситель должен иметь:

• высокий коэффициент передачи;

• малый уровень шума (для повышения чувствительности);

• также смеситель должен хорошо подавлять мешающие сигналы мощных радиостанций, те не детектировать их (для повышения помехоустойчивости).

Кроме этих основных требований имеются специфические требования, предъявляемые к смесителям связных УКВ приемников, - это достаточно высокий коэффициент передачи и малый уровень собственных шумов при большом динамическом диапазоне.

В настоящее время широко применяют два типа смесителей:

• на активных элементах (транзисторах), позволяющие получить усиление сигнала при преобразовании;

• на пассивных элементах (чаще всего полупроводниковых диодах), коэффициент передачи которых меньше единицы.

Широкое применение находят так называемые балансные смесители, представляющие собой обычно симметричные мостовые схемы, в которых можно осуществить подавление нежелательных продуктов смешивания двух сигналов.
В балансных смесителях применяют высокочастотные диоды или мощные полевые транзисторы, допускающие большие уровни входных сигналов и колебаний гетеродина.

Многие разработчики схем радиоприемников широко применяют двойные балансные смесители, т.е. смесители, балансные не только по отношению к колебаниям гетеродина, но и к входному сигналу. Иными словами эти типы смесителей позволяют на выходе иметь ослабленные сигналы и гетеродина и входные сигналы. Т.е. они обеспечивают на выходе меньший уровень побочных продуктов преобразования по сравнению с обычными балансными смесителями.

В двойных балансных смесителях желательно использовать диоды Шоттки (например, типа АД112А, КД514). Основное преимущество диодов Шоттки перед диодами на р-n-переходах - это большое отношение обратного сопротивления к прямому и незначительная емкость при нулевом смещении. Благодаря этому диоды Шоттки имеют очень малое время переключения и, следовательно, широкий частотный диапазон (до 300 ГГц). На частотах до 20...30 МГц достаточно хорошими преобразовательными свойствами обладают и обычные высокочастотные кремниевые диоды, например, типа КД503 и германиевые типа ГД507.

При конструировании приемников со смесителями на диодах следует принимать во внимание, что сигнал ПЧ по уровню меньше входного сигнала на величину потерь в смесителе (на 6... 10 дБ).

Коэффициент преобразования смесителя любой конструкции в значительной мере зависит от согласования сопротивлений его входов и особенно согласование выхода от смесителя с сопротивлением подключенных к этому выходу каскадов в широкой полосе частот. Рассогласование приводит к уменьшению коэффициента преобразования и увеличению шумов смесителя. Кроме того, снижается на 6...10 дБ динамический диапазон смесителя.

Согласование сопротивлений в широкой полосе частот является сложной задачей, поскольку высокоизбирательные фильтры, включаемые обычно после преобразователей, обладают большой частотной неравномерностью входного сопротивления. Для улучшения условий работы диодного смесителя между ним и фильтром часто включают малошумящий усилитель на полевом транзисторе по схеме с общим затвором и работающем при токе канала, обеспечивающем требуемое входное сопротивление.

При разработке приемника или трансивера часто возникает вопрос: какой использовать смеситель - активный или пассивный? Многие радиолюбители считают, что наличие усиления у активных смесителей является решающим фактором. На самом деле это не всегда так. Динамический диапазон приемника с пассивным смесителем зачастую бывает больше, чем у приемника с активным смесителем.

Нужно иметь в виду, что каскад, следующий за смесителем, должен быть с низким коэффициентом шума. Это очень важно для реализации преимуществ пассивного смесителя.

И еще. Уделять внимание созданию большого динамического диапазона стоит только тогда, когда радиоприемник предназначается для работы с соседними мощными радиостанциями. Если радиоприемник будет работать в небольшом городке или в сельской местности, то величина динамического диапазона этого приемника вас нисколько не должна беспокоить.

Смесители на транзисторах

Простые смесители на транзисторах

В предыдущей статье 3 на рис. 3.1 и рис. 3.2 вы уже встречали смеситель, выполненный на полевом транзисторе КПЗОЗ. Достоинства этого смесителя заключаются в простоте его схемы, в малых шумах, а также большое значение во многих случаях имеет его высокое входное сопротивление.

Смеситель с отдельным гетеродином
На рис. 4.1 приведена схема простого конвертера, в котором смеситель выполнен на биполярном высокочастотном транзисторе. Эта схема приведена здесь мною только в учебных целей, как один из возможных вариантов исполнения смесителя на Сверхвысоких Частотах (СВЧ). Схема значительно упрощена. Желающим познакомиться с практическими вариантами схем, в которых используются подобные смесители,
предлагаю посетить в Интернете сайт по адресу http://www.shustikov.by.ru/.

image

На транзисторе VT1 выполнен УВЧ, сигнал от которого через конденсатор С4 поступает на базу транзистора VT2, который работает в режиме смесителя. Режим работы этого транзистора задается переменным резистором R8. На транзисторе VT3 выполнен гетеродин.

Частота гетеродина зависит от длины полосковой линии L2. Сигнал гетеродина подается на базу смесителя через конденсатор очень маленькой емкости С7. Практически С7 выполнен в виде кусочка жести 3x6 мм.

Цепи питания должны быть отделены от основной схемы экраном (на схеме не показано), конденсаторы СЗ, С6, С8, С9, С11, С12 и С15 - это проходные конденсаторы.
Гетеродин от УВЧ также должен быть отделен экраном.
Параметры контуров приводить не буду, т.к. схема приводится не для повторения.

Смеситель на двухзатворном полевом транзисторе
На рис. 4.2 приведена широко распространенная схема ВЧ смесителя на двухзатворном полевом транзисторе. Её достоинством является сравнительно малый уровень шумов и большое усиление сигнала на выходе.

image

Режимы работы транзистора подбираются путем изменения величин резисторов R2 и R4. Схема аппарата с этим смесителем будет приведена в следующих главах, поэтому данные деталей здесь не привожу.

Смеситель, совмещенным с гетеродином
На рис. 4.3 приведена схема, в которой транзистор VT1 является одновременно и гетеродином и смесителем.

image

Подобные схемы применяются в дешевых бытовых радиоприемниках с УКВ диапазоном. В радиолюбительской практике подобные схемы могут применяться в различных вспомогательных устройствах или в схемах простейших приемников УКВ диапазона. В этой схеме сигнал от усилителя высокой частоты через конденсатор С1 поступает на эмиттер транзистора VT1. Питание на эмиттер поступает через дроссель Др1, который для приходящего ВЧ сигнала представляет собой большое сопротивление. Конденсаторы С2 и СЗ служат для согласования входящего ВЧ сигнала с транзисторным генератором на VT1. Контур этого генератора состоит из катушки индуктивности L1 и группы конденсаторов – С8, С9, С10. Связь между транзистором и контуром осуществляется через конденсатор С5.

В цепи коллектора VT1 располагается контурная катушка L2, которая совместно с конденсаторами С6, С9 и С11 является первой ячейкой фильтра ПЧ и представляет собой контур, настроенный на промежуточную частоту. Через катушку L3 осуществляется связь со следующими контурами ФПЧ или выход к УПЧ.

Приводить данные контуров, по моему мнению, не имеет смысла, т.к. при желании эти параметры всегда можно рассчитать.

Еще один вариант одно транзисторного смесителя с совмещенным гетеродином представлен на рис. 4.4.

image

Схема рассчитана на применение в диапазоне дециметровых волн. Например, в конверторах для приема телевизионных сигналов на ДМВ диапазонах, или в простейшем конвертере для приема сигналов любительских радиостанций в диапазоне 432...436 МГц.

Сигнал от УВЧ поступает через конденсатор С1 на контур L1C2, который настраивается на частоту поступившего сигнала конденсатором С2. Через контур связи L2 сигнал подается на эмиттер транзистора VT1. Транзистор VT1 одновременно с функциями смесителя является гетеродином, вырабатывающим электромагнитные колебания с частотой, на которую настроен контур L3C8. На величину этой частоты также будут влиять внутренние емкости транзистора, попадающие на контур через конденсатор С7.

В контуре L4C9 выделяются сигналы промежуточной частоты, являющиеся результатом смешивания сигнала гетеродина с сигналом от УВЧ. Дроссель Др1 препятствует попаданию на контур L4C9 высокочастотных сигналов от гетеродина. Через катушку связи L5 сигнал ПЧ по коаксиальному кабелю может подаваться на вход приемника ПЧ сигналов.

Перестройка гетеродина может выполняться путем изменения напряжения источника питания транзистора VT1. Изображенные на схеме контурные индуктивности могут иметь следующие размеры: L1 - 30...40 мм длиной из медной проволоки диаметром 2...2,5 мм, L1 - 20 мм длиной из проволоки диаметром 1мм. L3 - 25. ..30 мм длиной из проволоки диаметром 1 мм.

Катушка L4 может быть намотана на каркасе с подстроечным сердечником диаметром 4 мм и иметь 4...6 витков провода ПЭЛ-0,3. Катушка L5 имеет 3...4 витка изолированного провода и наматывается поверх катушкиL4 возле ее заземленного конца.

Далее в цикле статей будет напечатана полная схема одного из вариантов подобного конвертера.

Балансные смесители на транзисторах
Балансные смесители работают на принципах сбалансированного ВЧ моста. Важным достоинством таких смесителей является хорошее подавление мешающих сигналов, в том числе и сигналов гетеродина. Существуют также схемы с двойной балансировкой, которые кроме подавления сигнала гетеродина подавляют и входной ВЧ сигнал. Если балансный смеситель выполнен на малошумящих элементах, то это еще больше увеличивает достоинства такого смесителя.

Особого внимания заслуживают смесители на полевых транзисторах, включенных как управляемые активные сопротивления. Схема балансного смесителя дана на рис. 4.5.

image

К достоинствам такого смесителя относится также очень малая мощность, потребляемая от гетеродина, поэтому гетеродин почти не нагружается, что очень важно для УКВ аппаратуры, в смысле стабильности частоты.

При малых напряжениях сток-исток, независимо от его полярности, канал полевого транзистора ведет себя как обычное активное сопротивление. Значение этого сопротивления можно изменять от нескольких Мом при запирающем напряжении на затворе до сотен Ом. Таким образом, если подать гетеродинное напряжение на затвор, получится почти идеально подходящий для смесителей линейный элемент, управляемый только напряжением гетеродина (но не напряжением сигнала), что обеспечивает высокую помехоустойчивость и реальную селективность.

В схеме рис. 4.5 транзисторы отпираются лишь положительными полуволнами гетеродинного напряжения. Если в эти моменты мгновенное напряжение сигнала также положительно, на выходе смесителя выделится постоянное положительное напряжение.

При перемене фазы входного сигнала на обратную, к каналам транзисторов в моменты его отпирания будет приложено отрицательное напряжение, такое же напряжение будет и на выходе. Поскольку частоты ВЧ сигнала и гетеродина различны (на ПЧ) на
выходе выделится сигнал ПЧ, поступающий через ФСС в УПЧ.

В схеме хорошо работают транзисторы КП301, КП302, КП303, КП305. Желательно выбрать тип транзистора с напряжением отсечки, близким к нулю. В противном случае правый по схеме вывод резистора R1 следует подключить к источнику смещения с напряжением, примерно равным напряжению отсечки.

Мощность входного ВЧ сигнала может достигать десятков милливатт. Шумы смесителя малы, поскольку через канал транзистора протекает лишь очень слабый ток сигнала. При этом полевые транзисторы шумят немногим больше обычного активного резистора с сопротивлением, равным усредненному сопротивлению канала.

Развязка входных и гетеродинных цепей определяется емкостью затвор-сток транзистора и является значительной в балансной схеме. Здесь паразитные емкости и симметричная катушка связи L2 образуют для гетеродинного напряжения сбалансированный мост.

Катушки L2 и L3 могут быть намотаны непосредственно поверх обмоток соответствующих катушек УВЧ и УПЧ. При этом каждая из этих катушек может иметь 3...6 витков скрученных вместе двух изолированных проводов, затем начало одного провода этой катушки соединяется с концом провода второго. Это соединение образует точку, которая должна быть заземлена. Конец первого и начало второго провода соединяются с соответствующими выводами транзисторов VT1 и VT2.

Более подробно создание катушек связи из скрученных вместе проводов будет рассмотрено в этой статье далее.

В радиолюбительской литературе описана схема еще одного интересного смесителя. На рис. 4.6 приведена схема подобного смесителя, но предназначенного для выделения промежуточных частот.

image

Смеситель содержит два полевых транзистора, каналы которых соединены параллельно и включены в цепь сигнала. На затворы транзисторов подано противофазное напряжение гетеродина с симметричной вторичной обмотки ВЧ трансформатора 11.

Интересно то, что этот смеситель не требует симметрирующего ПЧ трансформатора, а частота гетеродина должна быть вдвое ниже обычной для этого диапазона.

Развязка входных и гетеродинных цепей весьма значительна (более 60. ..70 дБ), во-первых, благодаря тому, что паразитные емкости затвор-сток транзисторов включены в диагонали сбалансированного моста, и, во-вторых, за счет селективных свойств входного контура, настроенного на частоту, вдвое отличающуюся от частоты гетеродина.

В смесителе по схеме рис. 4.6 хорошо работают транзисторы КП301 или им подобные с «правой» характеристикой. Канал этих транзисторов начинает проводить при напряжении на затворе около 5 В, поэтому амплитуда гетеродинного напряжения на каждой из половин вторичной обмотки трансформатора Т1 должна достигать 6...7 В.

Смеситель можно собрать и на полевых транзисторах с р-n переходом, например серии КПЗОЗ. На средний вывод обмотки трансформатора в этом случае следует подать напряжение смещения около - 3 В, чтобы при отсутствии переменного напряжения гетеродина каналы транзисторов были заперты. Оптимальное напряжение гетеродина для транзисторов КПЗОЗ составляет 1,5...2 В.

Практические испытания этого смесителя в диапазоне 28 МГц в конструкции приемника прямого преобразования подтвердили его ожидаемые высокие параметры.

Чувствительность приемника с этим смесителем достигала 0,25...0,3 мкВ даже без УВЧ. Подавление вне диапазонных AM сигналов превосходило 70 дБ, такого же порядка было и ослабление гетеродинного напряжения на входе приемника.

Смесители на диодах.

Балансные смесители.

При конструировании приемников со смесителями на диодах следует принимать во внимание, что сигнал ПЧ получается по уровню меньше входного сигнала на величину потерь в смесителе (на 6 - 10 дБ). Однако смесители на диодах зачастую смогут обеспечить наименьший уровень шумов. Поэтому к выбору схемы смесителя следует походить с большой осторожностью.

Известно, что параметры радиоприемника во многом зависят от смесителя. Смеситель должен обладать высоким коэффициент передачи, малым уровнем шума (для повышения реальной чувствительности) и хорошо подавлять мешающие AM сигналы, т.е. не детектировать их (для повышения помехоустойчивости). Этим критериям соответствуют широко известные смесители, сделанные по балансным и кольцевым схемам, которые не детектируют ни напряжение сигнала, ни напряжение гетеродина.

На рис. 4.7 показана схема простого балансного смесителя, а на рис. 4.8 показана схема кольцевого смесителя. Обе схемы выполнены на диодах.

image

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

image

В обоих смесителях (рис. 4.7 и рис. 4.8) использованы симметрирующие трансформаторы Тр1 и Тр2, намотанные на кольцевых ферритовых сердечниках жгутом, сложенными из трех проводов, скрученных вместе.

На рис. 4.9 показана конструкция такого трансформатора.

image

Концы проводов в начале жгута помечены как н1, н2 и нЗ. Концы проводов в конце жгута помечены как к1, к2 и кЗ. Обмотка, состоящая из провода 1, служит для входа сигнала, конец провода 2 соединяется с началом провода 3 - это соединение является средней точкой вторичной обмотки трансформатора и либо соединяется с землей, либо от этой точки берётся сигнал для подачи его на УПЧ.

Трансформатор наматывается на кольце из высокочастотного феррита. Диаметр кольца может быть 4... 10 мм, магнитная проницаемость 20...1000. При этом, чем выше частота используемого сигнала, тем меньшей должна быть магнитная проницаемость феррита. Кольца с большой магнитной проницаемости применяются для НЧ диапазонов. На ВЧ диапазонах достаточно 5... 15 витков.

В большинстве случаев первичную обмотку можно настроить в резонанс, подключив параллельно ей конденсатор емкостью 40...500 пФ (подбирается при настройке). Число витков первичной обмотки зависит от сопротивления цепей, подключенных к смесителю.

Зачастую вместо первичной обмотки трансформатора используется контурная катушка последнего каскада УВЧ или гетеродина, на которую, поверх существующей обмотки, наматывается жгутик из двух скрученных вместе проводов, которые соединяются между собой также, как и вторичная обмотка трансформатора Тр1 или Тр2. Витки, намотанные жгутиком, должны располагаться возле заземленного конца контурной катушки.

Для достижения максимальной чувствительности, при настройке смесителя нужно подобрать напряжение гетеродина. Недостаточное напряжение уменьшает коэффициент передачи, а излишнее увеличивает шум самого смесителя. В обоих случаях чувствительность падает. Оптимальное напряжение лежит в пределах от долей вольта до 1... 1,5 В (амплитудное значение).

Смесители на встречно-параллельных диодах
Бывает так, что не удается сделать гетеродин, генерирующий сигнал на очень высокой частоте. Тогда можно использовать схемы смесителей, которые могут работать на половинной частоте гетеродина. Одна из таких схем уже описывалась выше. Это была схема на полевых транзисторах. На диодах тоже можно создать подобный смеситель.

На рис. 4.10 изображена схема такого смесителя, работающего с половинной частотой гетеродина.

image

Встречно - параллельным называется такое включение двух диодов, когда они соединены параллельно друг Другу, но по току располагаются как бы навстречу друг другу.

В схеме на рис. 4.10 к встречно-параллельным диодам подводится одновременно напряжение сигнала от входного контура L1C1 и напряжение гетеродина через катушку связи L3. Последнее значительно больше напряжения сигнала, и для нормальной работы смесителя на кремниевых диодах должно быть 0,6...0,7 В (амплитудное значение).

Частота гетеродина выбирается вдвое ниже требуемой, с учетом промежуточной частоты (в схеме прямого преобразования, вдвое ниже частоты входного сигнала). В этих условиях один из диодов открывается на пиках положительных полуволн сигнала гетеродина, а другой - на пиках отрицательных. В результате сопротивление параллельно включенных диодов уменьшается дважды за период гетеродинного напряжения.

Главным достоинством описанного смесителя является то, что в цепи нагрузки отсутствует постоянный ток, т.е. смеситель не детектирует ни сигнал, ни напряжение гетеродина. Здесь необходимо отметить, что для нормальной работы смесителя совсем не требуется замыкать цепь его нагрузки по постоянному току - на входе УПЧ можно установить разделительный конденсатор. Напротив, это даже улучшает работу смесителя из-за некоторой «самобалансировки» отличающихся по параметрам диодов. Поскольку сигналы смесителем не детектируются, ослабляются и помехи от внедиапазонных станций.

Помехоустойчивость смесителя приемника прямого преобразования характеризуют величиной подавления AM.

Подавление AM в балансных и кольцевых смесителях обычно не превосходит 60...65 дБ. Для смесителя на встречно-параллельных диодах оно составляет 70...80 дБ. Настройка гетеродина на более низкую частоту позволяет улучшить стабильность частоты и значительно уменьшить наводки гетеродина на входные цепи смесителя. В подавлении наводок теперь участвуют и входные контура, поскольку частота их настройки намного (в два раза!) отличается от частоты гетеродина.

Подобные наводки вредны по следующим причинам: напряжение наводки синхронно детектируется смесителем и возникающее на выходе постоянное напряжение разбалансирует смеситель. Если же сигнал гетеродина излучается антенной или проводами питания в окружающее пространство, то помимо помех другим приемникам он может промодулироваться фоном переменного тока на плохих контактах электропроводки, окисленных контактах металлических конструкций, диодах выпрямителей и тд.

Возвращаясь в приемник, такой сигнал вызывает трудно устранимый фон переменного тока, исчезающий при отключении антенны. Поэтому для хорошей работы любого приемника крайне важно добиться малого излучения сигнала гетеродина. Со смесителем на встречно-параллельных диодах, благодаря пониженной частоте гетеродина, излучение его сигнала получается на 30...60 дБ ниже, чем с обычными смесителями, и описанные неприятные эффекты практически полностью устраняются.

В смесителе по схеме рис. 4.10 лучше всего использовать кремниевые диоды с пороговым напряжением около 0,5 В - они дают несколько большую помехоустойчивость, чем германиевые. В любом случае требуется подбор оптимального напряжения гетеродина по максимуму коэффициента передачи.

Дальнейшее улучшение развязки входных гетеродинных цепей, а также уменьшение потерь мощности сигнала в цепях связи с гетеродином достигается в балансной схеме смесителя на встречно-параллельных диодах с автоматическим смещением, показанной на рис. 4.11

image

Две пары диодов и симметрично расположенные две катушки L3 и L4, намотанные на контурной катушке L2, настроенной на частоту гетеродина, образуют сбалансированный мост, не позволяющий попадать сигналу гетеродина ни во входные цепи, ни в ФПЧ.

Цепочка R1C2C3, общая для двух пар диодов, создает начальное смещение, пропорциональное напряжению гетеродина. Последнее может изменяться от 0,7 до 4 В без заметного влияния на параметры смесителя. Подавление AM сигналов этим смесителем более 80 дБ, а развязка входных и гетеродинных цепей более 60 дБ.

Катушку входного и гетеродинного контуров для данных смесителей можно намотать на каркасах диаметром 5...6 мм проводом ПЭЛ или ПЭЛШО 0,15 0,25. В каркасы завинчиваются подстроечные сердечники СЦП-4.

Количество витков этих и других катушек, а также емкости подключенных параллельно катушкам конденсаторов, можно рассчитать используя программу 1NDUKTIW, которая находится на сайте автора, по адресу: http://r3xb-tga.narod.ru/.

Оптимальное нагрузочное сопротивление для смесителей, работающих в радиоприемнике, составляет несколько килоом. Такого же порядка получается и входное сопротивление для ВЧ сигнала. Попытки уменьшить это сопротивление к успеху не приводят, поскольку при низком сопротивлении смесителя возрастает мощность, потребляемая от гетеродина, а это увеличивает шум смесителя.

Для получения большей информации о работе смесителей на встречно - параллельных диодах постарайтесь найти замечательную книгу В. Т. Полякова «Трансиверы прямого преобразования».

Смеситель на СВЧ диоде
С давних времен и до сего времени на диапазоне волн сантиметровой длины принято использовать диодные смесители, выполненные на специальных СВЧ (Сверх Высоко Частотных) смесительных диодах, например, типа ДК-С или ДК-И. Как показала практика, в таких схемах на более низких частотах можно использовать и другие высокочастотные диоды, например, ГД507, а также некоторые виды переключательных туннельных диодов.

На рис. 4.12 приведена схема, в которой используется смеситель на СВЧ диоде Д408.

image

Эта схема использовалась мною в одной из конструкций конвертера на диапазон 435 МГц. Подобного типа смесители часто встречаются в различных описаниях любительской УКВ аппаратуры.

Одним из основных элементов схемы является высокодобротный контур L1C1, к которому одновременно подается сигнал от УВЧ и от гетеродина (через 12). Контур настраивается в резонанс с сигналом от УВЧ.

При наладке устанавливается определенная величина тока через смесительный диод VD1. Измерительный миллиамперметр следует подключить к точке КТ1 и удалить перемычку А1. Миллиамперметр окажется подключенным параллельно резистору R2, величина которого много больше внутреннего сопротивления измерительного прибора, поэтому током через R2 можно пренебречь.

Приближая или удаляя L2 от L1, устанавливаем величину тока через диод в пределах 0,4...0,6 мА. Принято считать, что при такой величине тока диодный смеситель обладает наименьшими шумами. После проведения измерений следует восстановить
перемычку А1.

Контур L3C2C3 настраивается на величину ПЧ. Транзистор VT1 является первым усилителем сигнала ПЧ. Смесители на специальных смесительных СВЧ диодах работают превосходно и почти не шумят.

Смесители на микросхемах
Широкое внедрение микросхем в радиоустройства позволило существенно улучшить их параметры, уменьшить габариты, упростить монтаж. Особенно удобны универсальные микросхемы, которые можно использовать в самых различных узлах радиоаппаратуры. К ним относятся, например, операционные усилители (ОУ) широкого применения, с успехом работающие в низкочастотной аппаратуре и устройствах автоматики.

Имеется большая серия микросхем К174, предназначенных для работы в бытовой радиотехнике и которые с успехом применяются в радиолюбительской практике.

Микросхема К174ПС4
Микросхема работает в диапазоне до 1000 МГц как преобразователь частоты. Предназначена для работы в качестве преобразователя частоты, модулятора, демодулятора, усилителя. Можно ее использовать в самых различных любительских конструкциях, в том числе и системах связи радиолюбительских ИСЗ.

Основные параметры К174ПС4 следующие:

1. Напряжение питания............... 5...9 В;

2. Ток потребления.................... 12 мА;

3. Крутизна преобразования ..... 5 мА/В;

4. Ослабление входного и опорного сигналов
не менее 20 дБ,

5. Коэффициент шума ............... 12 дБ.

Одно из применений этой МС - в блоках селекторов каналов телевизионных приемников дециметрового диапазона. Преимуществом смесителя на этой МС перед смесителями на дискретных транзисторах является отсутствие или резкое ослабление в спектре выходного сигнала составляющих с частотами гетеродина и сигнала и, что особенно важно, хорошая развязка между цепью гетеродина и входом. Просачивание напряжения гетеродина на вход приемника составляет минус 40...50 дБ от напряжения гетеродина.

На рис. 4.13 показана схема использования МС К174ПС4 в качестве смесителя и УВЧ.

image

Микросхема К174ПС1
Микросхема К174ПС1 отличается от описанной выше только тем, что может работать только на более низких частотах, однако приобрести её гораздо проще. К174ПС1 обладает большой универсальностью и может работать в широком диапазоне частот. Ее можно использовать не только в низкочастотной радиоаппаратуре, но и в радиовещательных и телевизионных устройствах. На этой микросхеме можно создавать схемы усилителей, гетеродинов, смесителей ВЧ и многое другое.

МС представляет собой балансный смеситель, обладающий следующими основными техническими характеристиками:

1. Крутизна преобразования, мА/В, не менее .. 4,5;

2. Коэффициент шума, дБ, не более.... 8;

3. Верхняя частота входного сигнала, МГц,
не менее ... 200;

4. Напряжение питания, В............. 9±10%;

Потребляемый ток, мА, не более..... 2,5;

5. Предельные допустимые напряжения питания, В, при токе нагрузки:

2,5 мА, не менее................................ 4,5;

4,5 мА, не более........................... 15;

6. Масса в корпусе 201.14-1, г, не более,.... 1,5.

На рис. 4.14 показана схема устройства, где на МС К174ПС1 собран смесительный каскад и гетеродин. На вход устройства через С1 поступает сигнал от УВЧ. Контур L2C8 принадлежит гетеродину, а контур L1С9 настроен на промежуточную частоту.

image

Гетеродин может перестраиваться по частоте управляющим напряжением, подаваемым на варикап VD1.

Для желающих познакомиться с внутренним устройством МС К174ПС1 на рис. 4.15 приведена электрическая принципиальная схема этой МС.

image

Можно предположить, что МС К174ПС4 имеет такое же внутреннее устройство, но в ней применены более высокочастотные транзисторы.

Автор
Тяпичев И.М.

Продолжение здесь


Кто такой свадебный координатор.

    РадиоКОТ - популярно об электронике. Авторские схемы, новые разработки. Обучение по электронике, микроконтроллерам, ПЛИС. Форум   banner DIPTRACE - САМЫЙ ЛУЧШИЙ ТАКСИРОВЩИК ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ
Portal-X