用于直接转换收发器的高级混频器。方案、说明

免费技术库

无线电电子与电气工程百科全书
免费图书馆 / 无线电电子和电气设备方案

用于直接转换收发器的高级混频器。无线电电子电气工程百科全书

免费技术库

无线电电子与电气工程百科全书 / 民用无线电通信

文章评论

直接转换接收器和收发器获得了广泛的普及，但其性能在 80 年代末实现，此后几乎没有改善。正如所发表文章的作者所表明的，当在收发器（接收器）的混频器中使用场效应晶体管并以受控电阻的无源模式打开时，在这个方向上取得了重大进展。

外差接收器（直接转换）的优点是众所周知的。这具有简单性、几乎完全没有侧接收通道、解调信号的高质量等优点。但它们也有缺点。这是双信号接收和小动态范围，对于带有二极管混频器的接收器不超过 80 dB。

使用基于在受控电阻模式下打开的场效应晶体管的混频器似乎很有前途。这种混频器由单个场效应晶体管制成并在[1]中进行了描述，提供了 1 μV 的外差接收器灵敏度和 65 dB 的动态范围。

这里可以适当地说，外差接收器混频器的动态范围不受上述限制，不是像高中频接收器那样受到三阶互调失真的限制，而是受到干扰信号的直接检测的限制。假设动态范围的下限等于灵敏度（对于给定的信噪比，通常为 10 或 12 dB），而上限则通过向 AM 接收器的输入施加信号来确定调制系数为 30% (m = 0,3)，频率失谐 50 或 100 kHz，幅度可提供与灵敏度测试相同的 3 小时输出。在美国文献中，直接转换接收器的动态范围限制之间的差异通常称为 AMRR - AM 抑制比。

无线电电路理论表明，当从单周期混频器电路切换到平衡混频器电路时，动态范围扩大了 30 ... 40 dB，这使我们能够希望在场效应晶体管上获得平衡混频器的价值100 dB 量级。 [2] 中描述了平衡场效应晶体管混频器的一种选择，但它包含一个平衡低频变压器，实现起来很费力，并且会受到频率为 50 Hz 的电源干扰。

为读者提供了新版本的混音器。用于160米范围的外差接收机，其电路如图所示。当然，没有什么可以阻止在其他范围内使用混音器，相应地改变电路和变压器的数据。来自预选器（二路、三路带通滤波器，图中未示出）的输入信号被馈送到RF变压器T1，然后馈送到由场效应晶体管VT1-VT4构成的混频器。

用于直接转换收发器的高级混频器

接收机的本振振荡器安装在晶体管VT5上。由于本地振荡器实际上不由混频器加载，因此根据电容三吨方案将其制成单级。出于同样的原因，事实证明也可以放弃缓冲阶段。事实证明，相对较低的本地振荡器频率（1,8 MHz）的稳定性是相当足够的。

转换后的3H信号经过C1L3C2低通滤波器进入超声波变频器，超声波变频器按通常方式组装在两个双极型晶体管VT6和VT7上，级联之间直接连接。高电阻敏感电话可以连接到其输出，或者更好的是根据任何已知方案制造的端子UMZCH。

该器件的工作原理如下：晶体管 VT2 和 VT3 栅极上的本地振荡器电压出现正半周期时，晶体管打开。此时，变压器T1次级绕组的下输出通过晶体管VT2的开路沟道连接到公共导线，同一绕组的上输出通过晶体管VT3的开路沟道连接到公共导线。低通滤波器的输入。晶体管VT1和VT4同时闭合，因为本振电压反相提供给它们的栅极并且负半波作用在它们上。

在外差电压的下一个半周期，晶体管VT1和VT4打开，晶体管VT2和VT3关闭。此时，变压器T1的次级绕组与低通滤波器的输入端的连接极性相反。如果本地振荡器和信号的频率和相位相同，则在混频器的输出处出现正极性脉冲。当本地振荡器的相位在混频器的输出处反转时，脉冲将具有负极性。经过低通滤波器平滑后，它们在输出端提供恒定电流。在这两种情况下，都会发生同步信号检测。如果频率不匹配，则输出处会出现拍频信号。

该混音器具有以下特点：

- 没有平衡低频变压器；

——高频变压器的绕组不含有中点，消除了变压器绕组不对称的影响；

-晶体管VT1和VT3以及VT2和VT4的寄生漏栅电容与本振L2耦合线圈的反相端连接，形成平衡电桥，不允许本振电压进入输入电路，显着降低了本振通过天线的辐射。

本地振荡器的辐射，除了明显的危害（对附近的接收器产生干扰）之外，还充满了相同信号的寄生接收，但已经被网络线路上或外部某处的交流电和其他干扰的背景调制。电源[2]。同时，会听到难以消除的咆哮声，关闭天线后这种声音就会消失。

关于混频器的输入和输出阻抗的几句话。众所周知，无源混频器的输入和输出电阻相互依赖，但它们的值在很大程度上可以任意选择。选择混频器最佳负载电阻的经典方法是确定打开和关闭混频器通道的几何平均电阻，而Rload = √罗彭·R关闭.

确定明渠 Rotp 的阻力不会造成困难。是几十欧姆。至于闭合通道的电阻Rclose，它具有有源电容特性。如果我们允许闭合通道的寄生电容为1 pF，则其电阻从80 m范围内的160 kOhm减小到5 m范围内的10 kOhm，更不用说VHF频段了。

假设Ropen = 50 Ohm，我们在2 m范围内得到Rload - 160 kOhm，在500 m范围内得到Rload = 10 Ohm。此外，外差接收器中的高混频器负载电阻需要安装低通滤波器具有高特性阻抗。这种低通滤波器的电感包含很多匝并且制造起来很费力。因此，根据作者的说法，将混频器的负载电阻降低到 10Ropen 量级（即大约 500 欧姆）是有意义的。在这种情况下，混频器的额外损耗为10%，相对于完美匹配的情况，混频器增益的下降不超过1dB，这似乎是完全可以接受的。

让我们回到接收器电路。混频器中使用的 KP305Zh 晶体管在零栅极电压下的沟道电阻约为 400 欧姆，在开路状态下约为 25 欧姆。此外，它们的抵抗力因实例而异。当外差电压过零时，同时打开的晶体管VT1和VT2以及VT3和VT4对变压器的次级绕组进行分流，降低了传输系数。因此，当对栅极施加-1,5V的阻断电压时，混频器的传输系数达到最大。最好使用KP305 A或D晶体管，它们实际上在零栅极电压下关闭，不需要恒定栅极偏见。

在使用更好的元素的情况下，我们应该期待参数的改进。现已发售开路电阻为 1 ... 5 欧姆的关键晶体管。不幸的是，随着晶体管沟道电阻的减小（电导率的增加），寄生栅源电容也会增加。有趣的是，沟道电导和寄生电容的乘积对于同一代的不同低功率晶体管来说是近似恒定的值。通过寄生栅极-源极电容泄漏的本地振荡器信号的电平大约与该乘积成正比。

然而，当调音台切换到按键模式时，所有这些考虑因素都变得无关紧要。这是通过简单地增加本地振荡器电压来实现的，因为瞬时栅极电压超过+5V时，晶体管完全打开。在所描述的接收器中，在将电源电压从9V增加到15V之后，晶体管栅极处的本地振荡器电压的幅度也从8V增加到14V。晶体管实际上开始在按键模式下工作，这有利地影响混频器的线性度，即：接收器灵敏度增加4 dB，动态范围上限增加6 dB。

有趣的是，混频器电路完全重复了二极管桥式整流器的电路，只是场效应晶体管的通道被接通，而不是二极管。此外，在整流器中，二极管由变压器绕组的输入交流电压打开，而在混频器中，二极管由本地振荡器电压打开。由于高功率场效应晶体管的损耗小于二极管，因此此类器件还可成功用于高频电源转换器中次级电压的同步整流。

混频器T1的输入变压器缠绕在由磁导率为10的铁氧体制成的K6x4x400环形磁路上。初级绕组包含30匝，次级绕组包含100匝PELSHO 0,1导线。本地振荡器线圈散装在传统塑料框架上，其颊板直径为 8 毫米，长为 10 毫米。为了调节电感，使用由羰基铁制成的圆柱形螺纹磁芯（SCR）。将三根 PEL 或 PELSHO 0,2 ... 0,3 线折叠在一起进行缠绕。匝数为30，在调节本振频率范围时根据机架大小指定。在所得的三个绕组中，一个用于本地振荡电路（L1），另外两个串联连接形成耦合线圈（L2）。通过将一根导线的起点连接到另一根导线的末端来获得线圈的中点。 L3低通滤波器线圈缠绕在由16NM铁氧体制成的K10x8x2000环形磁芯上。它包含 200 匝任何细绝缘线，建议使用 PELSHO 0,1。

建立超声波变频器归结为选择电阻器R1，直到VT7集电极上的电压等于电源电压的一半。在建立本地振荡器时，建议电容C8的电容选择尽可能大，在这个值下仍能保持稳定的产生。

接收器测试显示以下结果。在接收时，混频器提供了受直接检测限制的动态范围，在灵敏度为 100 μV 时等于 0,3 dB。换句话说，失谐为 50 kHz、m = 0,3 且电平为 30 mV 的干扰 AM 信号在输出端产生与电平为 3 μV 的有用 CW 信号相同的 0,3 小时电压。接收器输入端的固有噪声水平为 0,1 μV。在实验过程中，关闭本地振荡器并没有显着降低总体接收器噪声，这表明了混频器的灵敏度储备。值得注意的是，在实验过程中，还听到了晶体管GSS的固有噪声，表明其输出信号质量较低。

与所有无源混频器一样，所描述的混频器可以在任何方向上传输信号，即，它是可逆的。发射时，当将电压为3V的2H信号施加到混频器的低频输入端（低通滤波器的连接点）时，DSB信号的输出电压幅度为1V在 50 欧姆的负载下。未抑制的载流子残余被发现为 5 mV。这意味着无需特殊平衡措施的载波抑制高达 46 dB。当然，为了不使如此高的载流子抑制恶化，需要对输入电路和本地振荡器进行良好的屏蔽。

文学

Polyakov V. T. 用于业余通信的直接转换接收器。 - M.：DOSAAF，1981 年。
Polyakov V. T. 直接转换收发器。 - M.：DOSAAF，1984 年。
Drozdov VV 业余 KB 收发器。 - M.：无线电和通信，1988 年。
Pogosov A. 场效应晶体管调制器和检测器。 - 广播，1981 年，第 10 期，第 19 页21 - XNUMX。

作者：M.Syrkin，UA3ATB

查看其他文章 部分民用无线电通信.

读和写 有帮助对这篇文章的评论.

<< 返回

科技、新电子最新动态：

用于触摸仿真的人造革 15.04.2024

在现代科技世界，距离变得越来越普遍，保持联系和亲密感非常重要。萨尔大学的德国科学家最近在人造皮肤方面的进展代表了虚拟交互的新时代。萨尔大学的德国研究人员开发出了超薄膜，可以远距离传输触觉。这项尖端技术为虚拟通信提供了新的机会，特别是对于那些发现自己远离亲人的人来说。研究人员开发的超薄膜厚度仅为 50 微米，可以融入纺织品中并像第二层皮肤一样穿着。这些薄膜充当传感器，识别来自妈妈或爸爸的触觉信号，并充当将这些动作传递给婴儿的执行器。父母触摸织物会激活传感器，对压力做出反应并使超薄膜变形。这 ... >>

Petgugu全球猫砂 15.04.2024

照顾宠物通常是一项挑战，尤其是在保持房屋清洁方面。 Petgugu Global 初创公司推出了一种有趣的新解决方案，这将使猫主人的生活变得更轻松，并帮助他们保持家中干净整洁。初创公司 Petgugu Global 推出了一款独特的猫厕所，可以自动冲掉粪便，让你的家保持干净清新。这款创新设备配备了各种智能传感器，可以监控宠物的厕所活动并在使用后激活自动清洁。该设备连接到下水道系统，确保有效清除废物，无需业主干预。此外，该厕所还具有较大的可冲水存储容量，非常适合多猫家庭。 Petgugu 猫砂碗专为与水溶性猫砂一起使用而设计，并提供一系列附加功能 ... >>

体贴男人的魅力 14.04.2024

长期以来，女性更喜欢“坏男孩”的刻板印象一直很普遍。然而，英国莫纳什大学科学家最近进行的研究为这个问题提供了新的视角。他们研究了女性如何回应男性的情感责任和帮助他人的意愿。这项研究的结果可能会改变我们对男性对女性吸引力的理解。莫纳什大学科学家进行的一项研究得出了有关男性对女性吸引力的新发现。在实验中，女性看到了男性的照片，并附有关于他们在各种情况下的行为的简短故事，包括他们对遇到无家可归者的反应。一些人无视这名无家可归的人，而另一些人则帮助他，比如给他买食物。一项研究发现，与表现出同理心和善良的男性相比，表现出同理心和善良的男性对女性更具吸引力。 ... >>

来自档案馆的随机新闻

游戏机械键盘 16.03.2014

Razer 宣布开发“世界上第一款专为游戏控制而设计的机械按键”。所展示的硬件解决方案称为 Razer Mechanical Switch。

根据 Razer 的说法，传统的机械按键主要是为打字而设计的。这就是为什么公司决定从头开始开发，以找到最适合游戏的最佳设计。结果是 Razer 机械开关，它提供“比传统机械开关更精确的控制”。

值得注意的是，Razer 机械轴采用超精密制造技术制造。此外，还使用了镀金接触元件。所有这些都保证了非常高的耐用性 - 高达 60 万次操作。

新键有绿色和橙色可供选择。在第一种情况下，按压力为50g并且提供了良好的响应。橙色变体静音，按压力为 45 克。

Razer 机械开关由第三方制造，但 Razer 控制该过程。 BlackWidow 键盘上已经使用了新的机械开关。该技术也可供第三方计算机外围设备制造商使用。

其他有趣的新闻：

免费技术图书馆的有趣材料：

▪ 文章哪些企鹅常年生活在20°C以上的气温下？详细解答

▪ 文章山蝗上瘾了。传说、栽培、使用方法

▪ 文章电阻器及其应用。无线电电子电气工程百科全书

▪ 文章甜蜜的奇迹。化学经验

留下您对本文的评论：

本页所有语言

主页 | 图书馆 | 用品 | 网站地图 | 网站评论