|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Mixer di alto livello per ricetrasmettitori a conversione diretta. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Radiocomunicazioni civili I ricevitori e i ricetrasmettitori a conversione diretta hanno guadagnato ampia popolarità, ma le loro prestazioni, raggiunte alla fine degli anni '80, da allora non sono migliorate quasi mai. Un notevole progresso in questa direzione si ottiene, come mostra l'autore dell'articolo pubblicato, quando si utilizzano transistor ad effetto di campo nel mixer del ricetrasmettitore (ricevitore), accesi in modalità passiva di resistenza controllata. I vantaggi dei ricevitori eterodina (conversione diretta) sono ampiamente noti. Questa è la semplicità, la quasi totale assenza di canali di ricezione laterali, l'alta qualità del segnale demodulato, ecc. Ma hanno anche degli svantaggi. Questa è una ricezione a due segnali e una piccola gamma dinamica, non superiore a 80 dB per ricevitori con mixer a diodi. Sembra promettente l'utilizzo di mixer basati su transistor ad effetto di campo accesi in modalità a resistenza controllata. Tale mixer, realizzato su un singolo transistor ad effetto di campo e descritto in [1], forniva una sensibilità del ricevitore eterodina di 1 μV e una gamma dinamica di 65 dB. Qui è appropriato dire che la gamma dinamica del mixer del ricevitore eterodina è limitata dall'alto non dalla distorsione di intermodulazione del terzo ordine, come nei ricevitori ad alta IF, ma dal rilevamento diretto dei segnali di interferenza. Si presume che il limite inferiore della gamma dinamica sia uguale alla sensibilità (per un dato rapporto segnale/rumore, solitamente 10 o 12 dB), e il limite superiore è determinato applicando all'ingresso del ricevitore AM un segnale con un fattore di modulazione del 30% (m = 0,3), desintonizzato in frequenza di 50 o 100 kHz, con un'ampiezza che fornisce la stessa uscita di 3 ore del test di sensibilità. Nella letteratura americana, la differenza tra i limiti della gamma dinamica di un ricevitore a conversione diretta viene spesso indicata come rapporto di reiezione AMRR - AM. La teoria dei circuiti radio afferma che quando si passa da un circuito mixer a ciclo singolo a uno bilanciato, la gamma dinamica si espande di 30 ... 40 dB, il che ci consente di sperare di ottenere il suo valore per un mixer bilanciato su transistor ad effetto di campo dell'ordine di 100 dB. Una delle opzioni per un mixer a transistor ad effetto di campo bilanciato è descritta in [2], ma contiene un trasformatore di bilanciamento a bassa frequenza, che è laborioso da implementare ed è soggetto a interferenze di rete con una frequenza di 50 Hz. Ai lettori viene offerta una nuova versione del mixer. È stato utilizzato in un ricevitore eterodina per una portata di 160 metri, il cui circuito è mostrato in figura. Naturalmente nulla vieta di utilizzare il mixer in altre gamme, modificando di conseguenza i dati dei circuiti e dei trasformatori. Il segnale di ingresso dal preselettore (filtro passa-banda a due, tre circuiti, non mostrato in figura) viene inviato al trasformatore RF T1 e quindi al mixer, realizzato su transistor ad effetto di campo VT1 - VT4.
L'oscillatore locale del ricevitore è montato su un transistor VT5. Poiché l'oscillatore locale non è praticamente caricato dal mixer, è realizzato monostadio secondo lo schema capacitivo a tre tonnellate. Per lo stesso motivo si è rivelato possibile abbandonare anche la fase tampone. La stabilità della frequenza dell'oscillatore locale relativamente bassa (1,8 MHz) si è rivelata abbastanza sufficiente. Il segnale 3H convertito passa attraverso il filtro passa-basso C1L3C2 ed entra nel convertitore di frequenza ultrasonico, assemblato su due transistor bipolari VT6 e VT7 nel solito modo con una connessione diretta tra le cascate. Alla sua uscita possono essere collegati telefoni sensibili ad alta resistenza, o meglio, un terminale UMZCH, realizzato secondo qualsiasi schema noto. Il dispositivo funziona come segue: con un semiciclo positivo della tensione dell'oscillatore locale alle porte dei transistor VT2 e VT3, si aprono. In questo caso, l'uscita inferiore dell'avvolgimento secondario del trasformatore T1 è collegata a un filo comune attraverso il canale aperto del transistor VT2, e l'uscita superiore dello stesso avvolgimento attraverso il canale aperto del transistor VT3 è collegata al ingresso del filtro passa-basso. I transistor VT1 e VT4 sono chiusi contemporaneamente, poiché la tensione dell'oscillatore locale viene fornita alle loro porte in controfase e su di essi agisce una semionda negativa. Nel semiciclo successivo della tensione eterodina, i transistor VT1 e VT4 si aprono e i transistor VT2 e VT3 si chiudono. In questo caso, la polarità del collegamento dell'avvolgimento secondario del trasformatore T1 all'ingresso del filtro passa-basso è invertita. Se la frequenza e la fase dell'oscillatore locale e del segnale sono uguali, all'uscita del mixer compaiono impulsi di polarità positiva. Quando la fase dell'oscillatore locale viene invertita all'uscita del mixer, gli impulsi saranno di polarità negativa. Lisciati nel filtro passa-basso, forniscono una corrente costante in uscita. In entrambi i casi, si verifica il rilevamento del segnale sincrono. Se le frequenze non corrispondono, all'uscita appare un segnale di battimento. Questo mixer ha le seguenti caratteristiche: - non dispone di trasformatore a bassa frequenza di bilanciamento; - l'avvolgimento del trasformatore ad alta frequenza non contiene un punto medio, che elimina l'influenza dell'asimmetria degli avvolgimenti del trasformatore; - le capacità parassite drain-gate dei transistor VT1 e VT3, nonché VT2 e VT4 sono collegate ai terminali antifase della bobina di accoppiamento con l'oscillatore locale L2 e formano un ponte bilanciato che non consente l'ingresso della tensione dell'oscillatore locale il circuito di ingresso, che riduce significativamente la radiazione dell'oscillatore locale attraverso l'antenna. La radiazione dell'oscillatore locale, oltre all'evidente danno - creando interferenze ai ricevitori vicini - è irta di ricezione parassitaria dello stesso segnale, ma già modulata dallo sfondo di corrente alternata e altre interferenze da qualche parte sui fili di rete o in estranei fonti di energia [2]. Allo stesso tempo, si sente un ringhio difficile da eliminare, che scompare quando l'antenna viene spenta. Qualche parola sulle impedenze di ingresso e uscita dei mixer. Come è noto, le resistenze di ingresso e uscita di un mixer passivo dipendono l'una dall'altra, ma i loro valori possono essere scelti in larga misura arbitrariamente. Il modo classico per selezionare la resistenza di carico ottimale del mixer è determinare la resistenza media geometrica dei canali aperti e chiusi del mixer, mentre Rload = √Corda Rchiudi. Determinare la resistenza di un canale aperto Rotp non causa difficoltà. Sono decine di ohm. Per quanto riguarda la resistenza del canale chiuso Rclose, essa ha carattere attivo-capacitivo. Se ammettiamo una capacità parassitaria di un canale chiuso di 1 pF, la sua resistenza diminuisce da 80 kOhm nell'intervallo di 160 ma 5 kOhm nell'intervallo di 10 m, per non parlare delle bande VHF. Supponendo Ropen = 50 Ohm, otteniamo Rload - 2 kOhm nell'intervallo di 160 me Rload = 500 Ohm nell'intervallo di 10 M. Inoltre, le elevate resistenze di carico del mixer nel ricevitore eterodina richiedono l'installazione di un filtro passa-basso ad alta impedenza caratteristica. L'induttanza di un tale filtro passa-basso contiene molte spire ed è laboriosa da fabbricare. Pertanto, secondo l'autore, ha senso ridurre la resistenza di carico del mixer ad un valore dell'ordine di 10Ropen, cioè a circa 500 Ohm. In questo caso, le perdite aggiuntive nel mixer sono del 10%, la diminuzione del guadagno del mixer non supera 1 dB rispetto al caso di corrispondenza perfetta, che sembra essere abbastanza accettabile. Torniamo al circuito del ricevitore. I transistor KP305Zh utilizzati nel mixer hanno una resistenza di canale di circa 400 ohm a tensione di gate zero e di circa 25 ohm allo stato aperto. Inoltre, hanno una variazione abbastanza ampia nella resistenza da un'istanza all'altra. Quando la tensione eterodina passa per lo zero, i transistor simultaneamente aperti VT1 e VT2, così come VT3 e VT4, deviano l'avvolgimento secondario del trasformatore, riducendo il coefficiente di trasferimento. Pertanto, il massimo coefficiente di trasferimento del mixer si ottiene applicando ai gate una tensione di blocco di -1,5 V. È preferibile utilizzare transistor KP305 A o D, che sono praticamente chiusi a tensione di gate zero e non richiedono un gate costante pregiudizio. Nel caso di utilizzo di elementi migliori, dovremmo aspettarci un miglioramento dei parametri. In vendita ci sono già transistor chiave con una resistenza a canale aperto di 1 ... 5 ohm. Sfortunatamente, con una diminuzione della resistenza (aumento della conduttività) del canale del transistor, aumenta anche la capacità parassita gate-source. È interessante notare che il prodotto della conduttanza del canale e della capacità parassita è un valore approssimativamente costante per diversi transistor a bassa potenza della stessa generazione. Il livello del segnale dell'oscillatore locale che fuoriesce attraverso la capacità parassita gate-source è approssimativamente proporzionale a questo prodotto. Tuttavia, tutte queste considerazioni diventano insignificanti quando il mixer passa alla modalità chiave. Ciò si ottiene semplicemente aumentando la tensione dell'oscillatore locale, poiché con una tensione di gate istantanea superiore a +5 V, i transistor si aprono completamente. Nel ricevitore descritto, dopo aver aumentato la tensione di alimentazione da 9 a 15 V, anche l'ampiezza della tensione dell'oscillatore locale ai gate dei transistor è aumentata da 8 a 14 V. I transistor hanno praticamente iniziato a funzionare nella modalità chiave, che favorevolmente influenzato la linearità del mixer, vale a dire: la sensibilità del ricevitore è aumentata di 4 dB e il limite superiore della gamma dinamica - di 6 dB. È interessante notare che il circuito del mixer ripete esattamente il circuito di un raddrizzatore a ponte a diodi, sono inclusi solo i canali dei transistor ad effetto di campo al posto dei diodi. Inoltre, nel raddrizzatore, i diodi vengono aperti dalla tensione alternata in ingresso dall'avvolgimento del trasformatore e nel mixer dalla tensione dell'oscillatore locale. Tali dispositivi possono anche essere utilizzati con successo per la rettifica sincrona della tensione secondaria nei convertitori di alimentazione ad alta frequenza, poiché le perdite nei transistor ad effetto di campo ad alta potenza sono inferiori rispetto ai diodi. Il trasformatore di ingresso del mixer T1 è avvolto su un circuito magnetico ad anello K10x6x4 in ferrite con una permeabilità magnetica di 400. L'avvolgimento primario contiene 30 e il secondario - 100 spire di filo PELSHO 0,1. La bobina dell'oscillatore locale è avvolta alla rinfusa su un telaio di plastica convenzionale con guance di 8 mm di diametro e 10 mm di lunghezza. Per regolare l'induttanza, viene utilizzato un nucleo filettato cilindrico (SCR) in ferro carbonilico. L'avvolgimento viene eseguito con tre fili PEL o PELSHO 0,2 ... 0,3 piegati insieme. Il numero di giri è 30, viene specificato in base alla dimensione del frame, quando si regola la gamma di frequenza dell'oscillatore locale. Dei tre avvolgimenti risultanti, uno viene utilizzato nel circuito dell'oscillatore locale (L1) e gli altri due, collegati in serie, formano una bobina di accoppiamento (L2). Il punto medio della bobina si ottiene collegando l'inizio di un filo all'estremità di un altro. La bobina del filtro passa-basso L3 è avvolta su un nucleo magnetico ad anello K16x10x8 in ferrite 2000NM. Contiene 200 spire di qualsiasi filo isolato sottile, si consiglia PELSHO 0,1. La creazione di un convertitore di frequenza ad ultrasuoni si riduce alla selezione di un resistore R1 fino a quando la tensione sul collettore VT7 è pari alla metà della tensione di alimentazione. Quando si stabilisce un oscillatore locale, si consiglia di selezionare la capacità del condensatore C8 il più alto possibile, a cui esiste ancora una generazione stabile. I test del ricevitore hanno mostrato i seguenti risultati. Durante il funzionamento in ricezione, il mixer ha fornito una gamma dinamica limitata dal rilevamento diretto, pari a 100 dB a una sensibilità di 0,3 μV. In altre parole, un segnale AM interferente con una desintonizzazione di 50 kHz, m = 0,3 e un livello di 30 mV produceva in uscita la stessa tensione di 3 ore di un utile segnale CW con un livello di 0,3 μV. Il livello di rumore intrinseco del ricevitore portato in ingresso era di 0,1 μV. Durante gli esperimenti, lo spegnimento dell'oscillatore locale non ha ridotto significativamente il rumore complessivo del ricevitore, il che indica le riserve di sensibilità del mixer. Va notato che durante gli esperimenti è stato anche sentito il rumore intrinseco del transistor GSS, che indica la bassa qualità del suo segnale di uscita. Il mixer descritto, come tutti i mixer passivi, può trasmettere un segnale in qualsiasi direzione, cioè è reversibile. Durante la trasmissione, quando un segnale 3H con una tensione di 2 V è stato applicato all'ingresso a bassa frequenza del mixer (nel punto di connessione del filtro passa-basso), l'ampiezza della tensione di uscita del segnale DSB era 1 V con un carico di 50 Ohm. Il portatore residuo non soppresso è risultato essere di 5 mV. Ciò significa che la soppressione della portante senza speciali misure di bilanciamento è fino a 46 dB. Naturalmente, per non peggiorare una soppressione di portante così elevata, è necessaria una buona schermatura dei circuiti di ingresso e dell'oscillatore locale. Letteratura
Autore: M.Syrkin, UA3ATB
Pelle artificiale per l'emulazione del tocco
15.04.2024 Lettiera per gatti Petgugu Global
15.04.2024 L'attrattiva degli uomini premurosi
14.04.2024
▪ SCM-38I - Convertitore RS-232/485 ▪ Videocamera Extreme Sony Handycam HDR-GWP88 con proiettore integrato ▪ Una fotocamera che funziona come la retina dell'occhio umano
▪ sezione del sito Regolatori di corrente, tensione, potenza. Selezione di articoli ▪ articolo di Franz Kafka. Aforismi famosi ▪ Quanto in alto possono arrampicarsi sugli alberi i coccodrilli? Risposta dettagliata ▪ articolo Impilatore di legname. Istruzioni standard sulla protezione del lavoro
Homepage | Biblioteca | Articoli | Mappa del sito | Recensioni del sito
www.diagram.com.ua |
Vedi altri articoli sezione 
Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica:
Tutte le lingue di questa pagina