Балансный смеситель
Балансный смеситель Вы можете скачать эту статью в одном файле Создание современной аппаратуры для любительской радиосвязи - процесс творческий. Конструктор находится в состоянии постоянного поиска новых решений, позволяющих реализовать высокие требования, предъявляемые сложной электромагнитной обстановкой в эфире. При приеме слабых сигналов далеких корреспондентов среди огромного количества мощных помех от любительских, вещательных и коммерческих станций основным вопросом является реальная избирательность приемного тракта трансивера. В свою очередь реальная избирательность зависит от шумовых свойств радиоприемного устройства, линейности тракта приема и полосы пропускания. Для решения этого вопроса и создания аппаратуры, удовлетворяющей современным требованиям с высокой чувствительностью, избирательностью и большим динамическим диапазоном за последние несколько лет в радиолюбительской периодике было предложено не мало различных рекомендаций, основной мотив которых - "Все что можно изобрести - уже изобретено". Публиковались уже известные и типовые схемы узлов в различной их конфигурации. Очень часто в своих конструкциях авторы использовали канал полевого транзистора без подачи постоянного напряжения 'сток-исток' в качестве переменного резистора, управляемого напряжением на затворе. Этот принцип используется в различных ключах, аттенюаторах, регуляторах, пассивных смесителях. На суд читателей популярного издания предлагается очередной, но не традиционный подход к этому вопросу, суть которого заключается в использовании полевого транзистора в цепи отрицательной обратной связи усилительного элемента в смесителе. Однажды, много лет назад в журнале "Радио" [№1/1984, стр. 23] в рубрике "QUA" промелькнула схема смесителя на двух полевых транзисторах КП313. Эта схема не заслужено, обойдена вниманием радиолюбителей-конструкторов. Проведя ряд экспериментов на макете и в реальных конструкциях, удалось получить результаты, которые превзошли все ожидания. Каскады с использованием принципа, заложенной в этой коротенькой заметке, прекрасно работали в смесителях приемников прямого преобразования, SSB детекторах, балансных модуляторах. В дальнейшем схема претерпела изменения и дополнения и в одном из многих вариантов предлагается на рис. 1.
Рис.1 Балансный смеситель приёмного тракта. Преимущества данного смесителя перед ранее опубликованными схемами на диодах и полевых транзисторах в пассивном режиме заключаются в низком уровне собственных шумов, высокой чувствительности и более высоком коэффициенте преобразования (до +12дБ против -7,8дБ у пассивных смесителей). Этот фактор позволяет обойтись без применения УВЧ в тракте приема и тем самым расширить динамический диапазон по интермодуляционным составляющим третьего порядка. Приведенный здесь смеситель обладает чувствительностью не хуже 0,5мкВ и динамическим диапазоном по интермодуляционным составляющим третьего порядка, при измерении с разносом частот 10кГц, не хуже 106дБ. Подавление прямого канала 'вход-выход' не хуже 46дБ. Этот параметр во многом зависит от подбора пар транзисторов и симметрирования согласующего контура. При качественном изготовлении и настройке достигается уровень -56…-60дБ. Избирательность по соседнему каналу зависит от характеристик кварцевого фильтра. Данный смеситель изготовлен по балансной относительно сигнального входа схеме на двух биполярных СВЧ транзисторах КТ610А, в цепи отрицательной обратной связи по току, которых установлены два полевых транзистора КП307А. Для обеспечения оптимального режима работы на затворы этих транзисторов подается запирающее напряжение порядка -2,5V. Удвоенная частота гетеродина подается на вход делителя на 1/2 м/с КР1554ТМ2 (аналог м/с 74АС74). Применение этого триггера позволяет получить меандр, необходимый для ключевого режима полевых транзисторов, без использования дополнительного дифференциального усилителя. В коллекторную цепь транзисторов КТ610А включен контур, выполняющий функции симметрирования каскада и согласования сопротивлений смесителя и кварцевого фильтра. На выходе кварцевого фильтра также установлен контур, позволяющий наиболее оптимально согласовать фильтр с первым каскадом УПЧ. Следующим за кварцевым фильтром установлен прекрасно зарекомендовавший себя в различных конструкциях каскад усиления промежуточной частоты на малошумящем и дешевом двухзатворном полевом транзисторе КП327А. На второй затвор VT5 подается управляющее напряжение АРУ/РРУ.
В этом смесителе использованы резисторы МЛТ-0,125 и МЛТ-0,25 Конденсаторы КМ-4, КМ-5 и КМ-6, контура диаметром 6мм от телевизора "Юность". Сердечники из латуни М4х10. Дроссели L1 и L4 ДМ-0,1 и могут быть заменены на любые с индуктивностью 20-100мкГн и ток до 50-100мА. Вместо транзисторов КП307А можно использовать любые из серий КП302 или КП303. Хорошие результаты получались с транзисторами КП302Б. Вместо КТ610А можно использовать КТ368А, но при этом заметно снижается динамический диапазон. Не эквивалентной заменой КП327А являются транзисторы КП306 и КП350. В кварцевом фильтре можно применить любые малогабаритные резонаторы на частоты 5-9 МГц. При выборе значения промежуточной частоты необходимо учитывать чистоту спектра с учетом комбинационных составляющих продуктов преобразования в основном канале приема. Автором использовался восьмирезонаторный фильтр Чебышева из кварцев РГ05 на частоту 8867,238кГц. Эта статья рассчитана на подготовленного радиолюбителя-коротковолновика, умеющего пользоваться паяльником и измерительными приборами и способного испытать экспериментальную конструкцию в эфире. Если описанный здесь смеситель заинтересовал Вас и Вы готовы проверить все вышесказанное на практике, то автор может считать, что добился поставленной цели. Анатолий Белых (UA1OJ) |
