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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Miscelatori chiave su chip. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Nodi di apparecchiature radioamatoriali. Mixer, convertitori di frequenza Questa volta - i circuiti dei mixer su chiavi elettroniche e diversi circuiti pratici. Supponiamo che qualcosa del genere sia già accaduto, ma non per niente si dice: "la ripetizione è la madre dell'apprendimento". Dove i giovani radioamatori imparano il principio di funzionamento del mixer. se le vecchie riviste sono nella spazzatura e la nuova letteratura riguarda solo i computer? Nel frattempo, i circuiti del mixer vengono costantemente migliorati. Gli sviluppatori si sforzano di ottenere un mixer con parametri ideali: un'ampia gamma dinamica. semplice, economico, tecnologico e a banda larga. Tale, forse, sarà un mixer assemblato su tasti ad altissima velocità controllati da microcircuiti digitali CMOS ad alta velocità. I radioamatori non perdono interesse per i circuiti del mixer. La moderna base dell'elemento consente di progettare miscelatori insoliti con proprietà sorprendenti. Ma prima, un po' di teoria e terminologia. Nell'ambiente radioamatoriale, c'è una divisione dei mixer in chiave e "liscio" - a seconda del tipo di segnale dell'oscillatore locale, rettangolare o sinusoidale. Parlano anche di mixer passivi e attivi: i mixer passivi, a differenza dei mixer attivi, non amplificano il segnale convertito. Secondo il principio di funzionamento, in generale, tutti i mixer sono interruttori della fase del segnale di ingresso con la frequenza del segnale dell'oscillatore locale. Come elementi di commutazione vengono solitamente utilizzati diodi, transistor o interruttori elettronici. Inoltre, attivi, ovviamente, possono essere solo mixer su transistor. Sebbene non tutti i mixer a transistor siano attivi. Ad esempio, il mixer che ha suscitato molto interesse da parte dei lettori e discusso in RD #1-97 a pagina 11 non è attivo. È facile comprendere il principio di funzionamento del miscelatore considerando il circuito di un classico miscelatore bilanciato ad anello a diodi, Fig.1.
Tensione dell'oscillatore locale Uget. nel momento in cui la sua polarità nel punto A rispetto al punto B è positiva, apre una coppia di diodi VD1 e VD4. In caso di segnale, passa dall'ingresso all'uscita del mixer attraverso questi diodi. Ciò continua fino a quando la tensione dell'oscillatore locale non inverte il segno. In questo caso i diodi VD1, VD4 si chiudono e i diodi VD2, VD3 si aprono. Lo stesso segnale passa attraverso questi diodi come nel primo caso, solo la sua fase all'uscita del mixer è invertita: le conclusioni opposte dell'avvolgimento secondario del trasformatore T2 iniziano a funzionare. Le correnti dell'oscillatore locale negli avvolgimenti simmetrici dei trasformatori T1 e T2 sono dirette in direzioni opposte in qualsiasi momento e si annullano a vicenda. Naturalmente, senza misure speciali, è difficile ottenere una compensazione accettabile per queste correnti e all'uscita del mixer appare un segnale residuo alla frequenza dell'oscillatore locale (portante). Per bilanciare il mixer, nella rottura di uno degli avvolgimenti simmetrici dei trasformatori è inclusa una resistenza variabile. Ma anche in questo caso è difficile ottenere una profonda soppressione della portante: la diffusione delle resistenze dei diodi tecnologici, l'asimmetria degli avvolgimenti del trasformatore, le capacità di montaggio e altri fattori influenzano qui. Ora immagina di aver sostituito i diodi con chiavi elettroniche - interruttori, nelle loro proprietà vicine ai normali contatti del relè, ma con una velocità molto maggiore, Fig. 2.
In questo caso, i circuiti di controllo e il percorso del segnale sono separati, il che riduce notevolmente la loro reciproca penetrazione. Ma questi non sono tutti i benefici ricevuti. I moderni interruttori elettronici (ad esempio MAX361 di MAXIM) hanno una resistenza di apertura inferiore a 2 ohm e una velocità di commutazione di circa 100 nanosecondi. Inoltre, ciascuno dei quattro tasti situati nella custodia del microcircuito mantiene i suoi parametri nell'intervallo di tensione di commutazione entro +/-20 V. Ciò significa che il tasto aperto non introduce distorsioni non lineari nel segnale che lo attraversa. Le chiavi elettroniche sono controllate da segnali con livelli digitali forniti alle uscite "F1" e "F2" in antifase dal microcircuito condizionatore di segnale dell'oscillatore locale. Il circuito dello shaper è mostrato in Fig.3.
La resistenza di ingresso è determinata dal valore dei resistori R1, R2 e l'ampiezza del segnale dell'oscillatore locale applicato all'ingresso è di circa 0,5 V. L'attenuazione della penetrazione passante del segnale di controllo nei circuiti commutati secondo le specifiche per i microcircuiti della serie 1561 supera il valore (-130 dB), che consente al mixer di assemblare su tali tasti, senza troppe difficoltà, una soppressione della portante di quasi 100 dB! Ho testato molti altri circuiti mixer che sono stati utilizzati come condizionatori di segnale DSB e come mixer - portanti per la frequenza operativa quando si lavora su bande KB a bassa frequenza - da 160 a 40 metri. Nello schema più semplice viene utilizzata una sola chiave. La figura 4 mostra un diagramma di questo mixer. Viene utilizzato come driver DSB.
Qualsiasi amplificatore operazionale può fungere da amplificatore microfonico. Il segnale sorgente gli viene fornito da un microfono a condensatore elettrete. L'ingresso della chiave è collegato direttamente all'uscita dell '"operatore" e i circuiti R1, R2, C1 supportano automaticamente il bilanciamento del mixer. Le proprietà risonanti del filtro elettromeccanico collegato ripristinano la simmetria orizzontale del segnale di uscita. Il vantaggio di questo circuito è la sua semplicità, nonché il fatto che il segnale di controllo è un segnale unipolare con una frequenza di oscillatore locale. Quando si utilizza un EMF piezoceramico miniaturizzato tipo FEM4-031 -500-3,1V-2, il condensatore C2 può essere eliminato e i resistori Rl e R2 possono essere selezionati per abbinare il mixer con la resistenza di ingresso del filtro, che in questo caso sarà circa 5 kOhm. Il successivo modulatore bilanciato, Fig. 5, funziona bene a frequenze fino a 12 MHz, ma a differenza del precedente mixer, anche questo richiede un controllo a due vie.
Come trasformatore T1, viene utilizzato un trasformatore a bassa frequenza corrispondente dal ricevitore e per coloro che sono allergici ai trasformatori, possiamo consigliare il circuito Fig.6.
Ad una frequenza LO di 500 kHz, la soppressione della portante in questo circuito era di 94 dB. Lo stesso circuito è stato utilizzato con successo come secondo mixer - vettore della gamma, nonché come demodulatore o rivelatore SSB, Fig.7.
Sulla base di queste unità ho assemblato e fatto funzionare per diversi anni un compressore a bassa frequenza di piccole dimensioni, che mi ha permesso di dimenticare cosa significa pompare gli stadi di uscita dei trasmettitori. Il suo schema semplificato è mostrato in Fig.8.
L'idea di questo dispositivo è nota da molto tempo, ma, a giudicare dalle pubblicazioni, risuona ancora con i radioamatori sotto forma di una o l'altra implementazione tecnica. Il principio di funzionamento è limitare il segnale SSB generato con il suo successivo filtraggio su un EMF aggiuntivo. Il progetto circuitale proposto dei mixer ha permesso di ottenere un segnale più lineare. Quindi, con un grado di limitazione di circa 15 dB, i corrispondenti in onda non hanno notato la comparsa di distorsioni evidenti che di solito accompagnano la compressione, ma hanno notato un aumento del livello del segnale di 1,5 punti. La linearità del percorso è dovuta all'assenza di distorsione nei mixer. A causa del livello relativamente più alto di segnali e di correnti basse per lo scopo del circuito, non è necessaria la schermatura di singole parti di esso e la suddetta soppressione della portante si ottiene con un'installazione completamente arbitraria. Il compressore ha tre uscite, il che rende facile sperimentarlo. La prima uscita sarà un segnale compresso lineare ns proveniente da un amplificatore per microfono. Sul secondo - segnale compresso a bassa frequenza. E sulla terza uscita - segnale compresso SSB. L'intero dispositivo si inserisce in un alloggiamento per microfono palmare da un ricetrasmettitore portatile. Il consumo di corrente da una sorgente a 12 V è di circa 15 mA. Un tempo usavo questo "microfono" come driver per un trasmettitore-ricevitore a banda singola con una conversione. Ho aggiunto solo il secondo mixer, Fig. 7, un driver push-pull, il cui circuito è riportato in RD # 1-97 a pagina 15, e un amplificatore di potenza (RD # 2-97, pagina 3). Si è rivelata una "cosa per dare" di piccole dimensioni, ma potente. In futuro, si prevede di sperimentare i tasti nei mixer degli attacchi del ricetrasmettitore a ricevitori più complessi, nonché i ricetrasmettitori a conversione diretta. La Figura 9 mostra un diagramma di un altro mixer. L'ho usato come primo mixer per un trasmettitore con un set di filtri Quartz 35 ed è buono in quanto non richiede un'uscita intermedia del trasformatore.
Voglio sottolineare ancora una volta che i circuiti di cui sopra sono stati da me testati solo nei percorsi di condizionamento del segnale di trasmettitori per bande amatoriali a bassa frequenza. L'uso dei tasti sulle bande KB superiori è ostacolato dalla mia mancanza di informazioni sui chip più veloci. Sarò grato ai radioamatori che hanno fornito tali informazioni. Per quanto riguarda l'uso di questo circuito nei ricevitori, questo è un argomento per ulteriori esperimenti, secondo me è del tutto possibile utilizzare tali mixer, ad esempio, come rilevatori SSB. E i tasti ad alta velocità possono essere utilizzati nei primi mixer del ricevitore. Posso immaginare che tipo di gamma dinamica avranno quando saranno in grado di commutare un segnale da venti volt senza distorsioni! Autore: S.Makarkin, RX3AKT; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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