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无线电电子与电气工程百科全书 机顶盒转换器。 无线电电子电气工程百科全书
三十年前，许多无线电爱好者对超远程电视接收感兴趣。 他们展示了多少工作、技能和发明，改进了电视接收器并创建了复杂的天线系统，使得“绕过”无线电波传播的变幻莫测成为可能。 卫星中继器让信号传输通道变得更加“稳定”，但接收的技术实现却丝毫没有简化。 在这里，无线电爱好者有一个应用他们的知识和技能的地方。 本文提供了一种业余转换器的描述，其参数并不逊色于工业生产的最佳示例。 作者开发的转换器旨在用于通过单次频率转换接收 Ku 频段（10,95 ... 12,0 GHz）卫星电视的系统。 该转换器具有以下规格：
该转换器按照低噪声频率转换器的方案构建，结构上结合了天线系统馈电和内置输入信号极化开关。 其原理图如图所示。 1. 它由浸入其中的探针输入波导（电路中未示出）、晶体管 VT1 - VTZ 制成的微波放大器、使用带状线 L9 - L18 的带通滤波器、频率为 10,0 的本地振荡器组成。 GHz 位于具有稳频功能的晶体管 VT4 上，平衡混频器位于 VD2 二极管组件上，中频放大器位于 DA2 和 DA3 微电路上，稳压器位于 DA4 微电路上。 它还包括DA1芯片上的一个器件，该器件执行+5V至-2V电压转换器、场效应晶体管VT1-VT3的极化和电流稳定开关的功能。 该转换器采用美国惠普公司制造的微电路、晶体管和二极管组件。
输入信号经抛物面镜聚焦后进入辐照器，并从辐照器进入直径为 19 毫米的圆形波导。 晶体管VT1和VT2的栅极带状线与波导的连接是利用以90度角安装在波导中的浸入式探头进行的，这样就可以接收垂直和水平偏振的信号。 转换器中的偏振切换由 13/18 V 电源电压执行，该电源电压通过电缆提供至输出连接器 XW1。 电源电压通过电阻器 R9 - R11 上的分压器提供给 DA1 芯片的比较器的输入。 当电源电压为13V时，DA1微电路使VT1晶体管导通，其漏极上出现+1,5V的电压，同时，VT2晶体管被提供给其栅极的-2V负电压关闭。 ，此外，该晶体管漏极的电压也被移除。 当电源电压切换到+18V时，正常工作时晶体管VT1截止，晶体管VT2导通。 这允许您以电子方式改变接收信号的偏振类型。 来自晶体管VT1和VT2的信号的求和是利用带状线L5、L6上的电桥进行的。 总信号被馈送到晶体管VT3的栅极——第二放大级。 ATF1 型晶体管 VT3 - VT36077 在频率为 12 GHz、电源电压为 +12 V、电流为 1,5 mA 时增益为 10 dB。 因此，微波放大器的总增益为 24 dB，噪声系数约为 0,5 dB。 为了获得最佳噪声系数值，有必要微调晶体管的工作模式并匹配其输入和输出。 实际上，可以获得与护照相差0,1dB的噪声系数，因此，在特性上，12GHz频率处的Ksh最大值为0,6dB。
来自晶体管VT3漏极的放大微波信号被馈送到带通滤波器L9-L18的输入端，带通滤波器L10,8-L12,0由带状叉指谐振器制成，带宽为XNUMX ... XNUMX GHz，不均匀频率响应为XNUMX dB。 微波信号从滤波器的输出馈送到平衡混频器的输入，该平衡混频器由具有肖特基势垒和带状电桥的 VD2 微波二极管组成的二极管组件制成。 平衡混频器的另一个输入端接收来自晶体管VT10上的本振输出的频率为4GHz的信号。 本振采用共漏电路的场效应晶体管，晶体管的栅源电路中包含开路半波谐振器，并采用钛酸钡制成的高品质圆柱谐振器ZQ1。陶瓷。 信号转换损耗约为7 dB。 来自平衡混频器输出的中频信号 Fpch 通过元件 L19、C23、C24、R14 上的滤波器被馈送到 IF 前置放大器 DA2 微电路的输入，该信号是根据《Instruments and》杂志中给出的方案制作的。实验技术，1984年，第2期，第111页。 51063（Abramov F.G.、Volkov Yu.A.、Vonsovsky N.N.“匹配的宽带放大器”）。 INA100 芯片上的放大器的工作频率范围为 2400..22 MHz，增益为 3 dB。 信号从 IF 前置放大器的输出馈送到最终 IF 放大器的输入，该放大器由 DA100 芯片制成，工作频率范围为 3000 ... 23 MHz，增益为 14 dB。 阻值为15欧姆的电阻R17、R10、R1可防止级联放大器自激，特别是当连接到XWXNUMX连接器的负载不匹配时。 该转换器由 DA4 微电路稳定器供电，可在高达 5 mA 的电流下提供 +150 V 的电压稳定。 转换器（输入波导除外）由 2 毫米厚的双面箔 FAF4 氟塑料制成的印刷电路板（图 1）。
电路板上导体和元件的排列如图 3 所示。 XNUMX.
附加元件位于印刷导体的一侧，板背面的箔用作公共电源总线。 重要的是所有零件都具有尽可能最小的引线长度； 它们必须通过焊接直接安装到导体上。 为了将位于部件侧面的公共电源总线的导体与电路板背面的箔连接，需要在其中钻多个金属化孔。 该转换器使用 P1-12 类型的电阻，耗散功率为 0,125 W。 可以使用功率为 0,062 W 的此类电阻器以及功率为 1 和 8 W 的电阻器 P0,125-0,25。 在低频电路和电源电路中，使用K10-47v型电容器。 电容器 C9、C12 和 C13 - K10-42。 高频电路中的电容器，其电容未在图上标明（C5 - C8、C15、C17、C22、C24），以“印刷”方式制成 - 它们的电容由特殊形式的板形成印刷轨道和公共电源总线的电路板材料作为电介质。 高频连接器 XW1 F-75 型（在独联体国家的无线电市场销售）。 晶体管、二极管组件和微电路来自惠普（美国）。 作为VT4，允许使用晶体管AP324A-2和AP325A-2，晶体管VT1-VT3可以用西门子、NEC、飞利浦制造的同类晶体管或AP330A-2和3P343A-2代替，但在后一种情况下，转换器的噪声系数会略有增加。 HSMS2802 (VD1) 二极管组件可替换为两个 KD514A 或 KD512A 二极管，HSMS8202 (VD2) 组件可替换为两个 KA120A 或 KA120AR 二极管。 KR78EN05A、KR142EN5、KR1157EN501 适合代替 1157L502 微电路稳定器。 更换ZQ1谐振器时，应使用TSBN-10。 为了将浸入式探针（探针 1 和探针 2）连接到晶体管 VT1、VT2 的栅极，在电路板上钻了直径 2 mm 的孔，并在半径为距安装中心 2 毫米。 探头通过直径 4 mm、长 4 mm 的 PTFE 衬套固定在本体孔中（图 3,5，视图 A-A）。 ZQ1 谐振器用一层薄薄的胶水粘在电路板上，胶水由溶解在二氯乙烷中的有机玻璃制成。 这些元件通过带有接地尖端焊料等级 POSK 50-18 或 POI 的低压烙铁安装在板上。 将安装有元件的完全制造好的电路板放置在铸造或铣削的外壳中（见图 4），作者使用了 MicroElectronics Inc. 的类似产品的现成产品。 主体由铝合金（硅铝、硬铝等）制成，顶部用盖子封闭（图 5），并用 M2 螺钉拧到主体上。 铣削或模制盖确保将电路板分隔成隔室，并防止寄生反馈的形成以及本地振荡器信号泄漏到微波放大器的输入端。
在业余条件下制造转换器时，您可以使用简化版本的外壳。 为此，在车床上，如图所示。 4 转动带有黄铜波导的法兰，并将一个用于安装由黄铜板弯曲而成的电路板的盒子焊接到其上。 盖子也是由黄铜板制成，并在必要的位置焊接了隔板，将盒子分成隔间。 为了防止在转换器的隔室中激发寄生振动到盖子内部，如图 5 所示。 在 3 个地方（阴影区域），将 5 毫米厚的橡胶片与一层由羰基铁粉与 BF 胶混合的混合物涂在其上的吸收层粘合。 在与谐振器表面端部相对的盖子上钻一个孔（图中未示出，该位置在谐振器安装后指定）并切割用于黄铜调节螺钉的M1螺纹。 它通过改变螺钉（外壳）和 ZQXNUMX 谐振器之间的距离来调节本地振荡器频率。 当螺钉远离谐振器时，本地振荡器的频率降低，而当螺钉靠近时，本地振荡器的频率增加。 因此，在调节转换器之前，调节螺钉只能拧入螺纹的前几根螺纹中。
为了密封转换器，提供了第二个盖和橡胶垫圈，放置在转换器主体的特殊凹槽中（见图 4）。 使用四个 M4 螺钉将转换器的波导法兰连接到安装在天线焦点处的辐射器法兰。 通过在转换器法兰的凹槽中安装橡胶垫圈并在法兰之间安装 10...20 µm 厚的氟塑料薄膜来密封波导。 直接聚焦和偏置天线的辐射器图如图 6 所示。 7和图。 分别为 XNUMX 个。
转换器按以下顺序配置。 输出电流至少为 1 mA 的稳压 +10...20 V 电源连接至连接器 XW100。 将电源电压设置为+13 V，并用电压表测量晶体管和微电路端子处的电压。 它们的值与图中所示的值相差不超过10%，否则有缺陷的元件将被更换。 此外，通过将电源电压增加到+18V，他们确保比较器已切换并且晶体管VT2的漏极上出现+1,5V的电压，并且晶体管VT1的漏极上的电压变为零。 为了检查本地振荡器输出处是否存在微波电压，将微波毫伏表连接到电阻器 R12 的上部（根据电路）输出（无线电杂志，1995 年，第 9 期，第 40 页中描述的毫伏表） .10也适用）并确保微波振荡的存在。 本地振荡器无法准确测量入射波的幅度，但如果毫伏表读数在 70 ... XNUMX mV 范围内，则本地振荡器可以工作。 根据该方案，通过将直流毫伏表连接到电容器板 C23 的左侧，他们检查设备的这一点是否存在小直流电压 (2 ... 10 mV)。 这表明了平衡混频器的可操作性（几乎不可能理想地选择一对二极管并平衡电桥）。 之后，用第一盖封闭转换器并在一侧连接到天线馈电，在另一侧连接到调谐器。 通过调谐调谐器，可以找到接收到的频道之一。 调节螺钉将本地振荡器频率的精确值设置为 10 GHz + 1 MHz，将接收到的频率与该通道的已知频率进行比较。 然后用第二个盖子封闭转换器并密封。 作者：V. Zhuk，明斯克
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