Ещё один смеситель Г. Брагина для приёмника прямого преобразования
Двойной балансный смеситель - SSB приёмник для приёма однополосных сигналов
Продолжаем тему изучения SSB детекторов, выполненных на высокочастотных ключах, а конкретно на распространённом и недорогом
мультиплексоре 74НС4053.
И опять обратимся к наследию замечательного радиолюбителя и автора различных модификаций трансиверов "YES" - Геннадия Брагина.
На этот раз он поделился схемой, сдобренной довольно подробным описанием, смесителя, который, по своей сути, является готовым приёмником прямого
преобразования, который способен обеспечивать высокие характеристики без использования громоздких полосовых диапазонных фильтров.
Как такое возможно? Очень просто - построением двойного балансного смесителя, который сам по себе позволяет обеспечить фазовое
подавление каналов приёма не только на чётных гармониках работы гетеродина, но также и на нечётных.
Вот что пишет Автор:
Главным и определяющим основные качественные показатели приёмника прямого преобразования (ППП) является динамический диапазон по
перекрёстным помехам DD2, который равен коэффициенту подавления амплитудной модуляции с нижней границей, равной внутренним шумам
приёмника, приведённым ко входу.
Перекрёстные помехи возникают из-за наличия квадратичных членов в вольтамперных характеристиках нелинейных элементов смесителя.
Поэтому эти помехи пропорциональны квадрату входного напряжения и вызываются прямым детектированием входного сигнала смесителя
на нелинейностях смесителя.
Применение балансной схемы смесителя с использованием быстродействующих ключей, управляемых меандром с малой длительностью
фронтов сводит к минимуму время нахождения элементов смесителя в существенно нелинейном переходном состоянии. Для минимизации как
перекрестных, так и других помех необходимо чтобы смеситель выполнял абсолютно точно операцию перемножения напряжений сигнала и
гетеродина, т. е. идеального мультипликативного смесителя.
Этим требованиям в какой-то мере отвечает предлагаемый «недектирующий» смеситель, выполненный с применением популярного
мультиплексора 74НС4053.
Входной сигнал проходит через симметрирующий и одновременно согласующий Tr1 с трансформацией сопротивлений R : 9R.
С помощью ключей мультиплексора DA1 фаза входного сигнала изменяется на 180° с частотой гетеродина на запоминающих конденсаторах
С11, С12, С13, С14 устройства выборки-хранения, чем собственно и является данное устройство. С запоминающих конденсаторов
двухполосный сигнал со спектром звукового диапазона проходит через симметричный ФНЧ L1, L2, C15 c частотой среза около 3 кГц
и далее на дифференциальный высокоомный вход операционного усилителя DA2, где усиливается около 20 дб.
Для управления ключами DA1 применён формирователь противофазных прямоугольных сигналов со скважностью 2 и длительностью фронтов
около 2 nS/V (8,867 мГц) на микросхеме DD1. С помощью реле Р1 можно включать цепь кварцевого генератора, необходимого для
определённых измерений с различными программами спектро-анализаторов ПК.
«Идеальных» характеристик смесителя достигают тщательной балансировкой с помощью подстроенных элементов R2, R13, C12, C14.
В качестве L1 и L2 применена головка от кассетного магнитофона.
Чувствительность данного ППП при с/ш =10 дб оказалась равна ~0,35 мкВ, что соответствует мощности – 122 дбм на 50 Ом.
Этот параметр можно улучшить, применив вместо 157 УД1 менее шумный ОУ. Уровень блокирования (забития) зафиксирован
величиной ~3,16В (14,150 мГц), что соответствует мощности +23 дбм. Это так называемая точка компрессии – КР.
Динамический диапазон по блокированию DD1 составил 155 дб, а динамический диапазон по интермодуляции DD3 - 110 дб.
При измерении динамического диапазона по перекрёстным помехам (DD2) с помощью Г4-116 при 100%-ой АМ модуляции числовое
значение получилось более 110 дб. Но ввиду больших боковых шумов Г4-116 данное измерение допускает большую погрешность.
Необходимо отметить, что подстроечные балансирующие элементы очень остро влияли на коэффициент подавления АМ.
В вечерне-ночное время на диапазоне 40 м с антенной треугольник – 80 м без ПДФ прямого детектирования не наблюдалось.
На 20 м с той – же антенной без ПДФ на расстоянии около 500 м от RK4HWW с Рвых = 1 кВт и с расстройкой около 30 кГц наблюдались
только небольшие сплэтторы, не затрудняющие приём слабых сигналов. В связи с применением дифференциального усилителя DA2 фон
с частотой сети отсутствует.
В конечном итоге получился двухполосный супер – ППП (шутка!!?).
Г. Брагин, RZ4HK
г. Чапаевск
25.04.05 г.
Важно!
1. Вместо 15 вывода мультиплексора DA1 к выходу трансформатора следует подключать - 14.
2. Также как в устройстве, рассмотренном нами на предыдущей странице, работа балансного смесителя несколько разбалансируется различающимися
нагрузочными сопротивлениями, коими являются сопротивления прямого и инверсного входов операционного усилителя DA2.
По прямому - входное сопротивление составляет величину R6+R10, по инвертирующему - R7.
И опять же - я бы порекомендовал использовать следующие номиналы резисторов:
R6 = 91 Ом, R9 = 0,91 кОм, R7 = 1 кОм, R11 = 10 кОм.
3. В качестве готового ППП нормально работать данный смеситель будет только при условии подключения к входу полностью согласованной
антенны с волновым сопротивлением, равным 50 Ом во всём диапазоне принимаемых частот!
А на этой странице мы с вами познакомимся с полной схемой всеволнового КВ приёмника прямого преобразования с использованием смесителя на
мультиплексоре 74НС4053 - Ссылка на страницу.
|
