מיקסר ברמה גבוהה עבור משדרים להמרה ישירה. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מיקסר ברמה גבוהה עבור משדרים להמרה ישירה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / תקשורת רדיו אזרחית

מקלטי המרה ישירה ומקלטי משדר זכו לפופולריות רחבה, אך הביצועים שלהם, שהושגו עד סוף שנות ה-80, כמעט ולא השתפרו מאז. התקדמות ניכרת בכיוון זה מתקבלת, כפי שמראה מחבר המאמר שפורסם, בעת שימוש בטרנזיסטורי אפקט שדה במיקסר של המשדר (מקלט), מופעלים במצב פסיבי של התנגדות מבוקרת.

היתרונות של מקלטי הטרודיין (המרה ישירה) ידועים ברבים. זוהי הפשטות, היעדר כמעט מוחלט של ערוצי קליטה צדדיים, האיכות הגבוהה של האות המפושט וכו'. אבל יש להם גם חסרונות. זוהי קליטה של שני אותות וטווח דינמי קטן, שלא יעלה על 80 dB עבור מקלטים עם מערבלי דיודה.

נראה מבטיח להשתמש במיקסרים המבוססים על טרנזיסטורי אפקט שדה מופעלים במצב התנגדות מבוקרת. מיקסר כזה, שנוצר על טרנזיסטור אפקט שדה יחיד ומתואר ב-[1], סיפק רגישות למקלט הטרודיני של 1 μV וטווח דינמי של 65 dB.

כאן ראוי לומר שהטווח הדינמי של מערבל המקלט ההטרודיין מוגבל מלמעלה לא על ידי עיוות אינטרמודולציה מסדר שלישי, כמו במקלטי IF גבוה, אלא על ידי זיהוי ישיר של אותות מפריעים. ההנחה היא שהגבול התחתון של הטווח הדינמי שווה לרגישות (עבור יחס אות לרעש נתון, בדרך כלל 10 או 12 dB), והגבול העליון נקבע על ידי החלת אות לכניסה של מקלט AM עם מקדם אפנון של 30% (m = 0,3), מנותק בתדר ב-50 או 100 קילו-הרץ, עם משרעת המספקת את אותה פלט של 3 שעות כמו בדיקת הרגישות. בספרות האמריקאית, ההבדל בין מגבלות הטווח הדינמי של מקלט המרה ישירה מכונה לעתים קרובות AMRR - AMRrejection ratio.

התיאוריה של מעגלי רדיו אומרת שכאשר עוברים ממעגל מיקסר חד-מחזורי למעגל מאוזן, הטווח הדינמי מתרחב ב-30 ... 40 dB, מה שמאפשר לנו לקוות לקבל את הערך שלו עבור מיקסר מאוזן על טרנזיסטורי אפקט שדה בסדר גודל של 100 dB. אחת האפשרויות למערבל טרנזיסטור מאוזן בשדה אפקט מתוארת ב- [2], אך היא מכילה שנאי מאזן בתדר נמוך, שמיישמתו עמלנית ונתונה להפרעות רשת בתדר של 50 הרץ.

לקוראים מוצעת גרסה חדשה של המיקסר. הוא שימש במקלט הטרודיין לטווח של 160 מטר, שהמעגל שלו מוצג באיור. כמובן, שום דבר לא מונע את השימוש במיקסר בטווחים אחרים, ומשנה את נתוני המעגלים והשנאים בהתאם. אות הקלט מה-Preselector (מסנן פס-מעבר דו-תלת-מעגלים, לא מוצג באיור) מוזן לשנאי ה-RF T1 ולאחר מכן למיקסר, שנעשה על טרנזיסטורי אפקט שדה VT1 - VT4.

מיקסר ברמה גבוהה עבור משדרים להמרה ישירה

המתנד המקומי של המקלט מורכב על טרנזיסטור VT5. מכיוון שהמתנד המקומי כמעט אינו נטען על ידי המיקסר, הוא עשוי חד-שלבי על פי ערכת שלושה טון קיבולית. מאותה סיבה התברר שאפשר לנטוש גם את שלב החיץ. היציבות של תדר המתנד המקומי הנמוך יחסית (1,8 מגה-הרץ) התבררה כמספיקה למדי.

אות ה-3H המומר עובר דרך מסנן המעבר נמוך C1L3C2 ונכנס לממיר התדרים האולטראסוני, המורכב על שני טרנזיסטורים דו-קוטביים VT6 ו-VT7 בדרך הרגילה עם חיבור ישיר בין המפלים. טלפונים רגישים בעלי התנגדות גבוהה יכולים להיות מחוברים לפלט שלו, או טוב יותר, מסוף UMZCH, המיוצר על פי כל סכמה ידועה.

המכשיר פועל באופן הבא: עם חצי מחזור חיובי של מתח המתנד המקומי בשערי הטרנזיסטורים VT2 ו-VT3, הם נפתחים. במקרה זה, הפלט התחתון של הפיתול המשני של השנאי T1 מחובר לחוט משותף דרך הערוץ הפתוח של הטרנזיסטור VT2, והפלט העליון של אותה סלילה דרך הערוץ הפתוח של הטרנזיסטור VT3 מחובר ל- קלט של מסנן המעבר הנמוך. הטרנזיסטורים VT1 ו-VT4 סגורים בו-זמנית, מכיוון שמתח המתנד המקומי מסופק לשעריהם באנטי-פאזה וחצי גל שלילי פועל עליהם.

בחצי המחזור הבא של המתח ההטרודין, הטרנזיסטורים VT1 ו-VT4 נפתחים, והטרנזיסטורים VT2 ו-VT3 נסגרים. במקרה זה, הקוטביות של חיבור הפיתול המשנית של השנאי T1 לכניסה של מסנן המעבר הנמוך מתהפכת. אם התדר והפאזה של המתנד המקומי והאות זהים, אז מופיעים פולסים של קוטביות חיובית במוצא המיקסר. כאשר הפאזה של המתנד המקומי מתהפך במוצא המיקסר, הפולסים יהיו בעלי קוטביות שלילית. מוחלק במסנן הנמוך, הם נותנים זרם קבוע במוצא. בשני המקרים, מתרחש זיהוי אות סינכרוני. אם התדרים אינם תואמים, אזי אות פעימה מופיע במוצא.

למיקסר זה יש את התכונות הבאות:

- אין לו שנאי בתדר נמוך מאזן;

- הפיתול של השנאי בתדר גבוה אינו מכיל נקודת אמצע, מה שמבטל את השפעת האסימטריה של פיתולי השנאי;

- קיבולי שער ניקוז טפיליים של טרנזיסטורים VT1 ו-VT3, כמו גם VT2 ו-VT4 מחוברים למסופים האנטי-פאזיים של סליל הצימוד עם המתנד המקומי L2 ויוצרים גשר מאוזן שאינו מאפשר למתח המתנד המקומי להיכנס מעגל הקלט, אשר מפחית באופן משמעותי את הקרינה של המתנד המקומי דרך האנטנה.

הקרינה של המתנד המקומי, בנוסף לנזק הברור - יצירת הפרעות למקלטים סמוכים - טומנת בחובה קליטה טפילית של אותו אות, אך כבר מאופנת על ידי רקע של זרם חילופין והפרעות אחרות איפשהו על חוטי הרשת או בחוץ. מקורות כוח [2]. במקביל נשמע קול נהמה שקשה לחסל, שנעלם עם כיבוי האנטנה.

כמה מילים על עכבות הקלט והיציאה של מיקסרים. כידוע, התנגדויות הקלט והפלט של מערבל פסיבי תלויים זה בזה, אך ניתן לבחור את הערכים שלהם במידה רבה באופן שרירותי. הדרך הקלאסית לבחור את התנגדות העומס האופטימלית של המיקסר היא לקבוע את ההתנגדות הממוצעת הגיאומטרית של ערוצי המיקסר הפתוחים והסגורים, בעוד Rload = √רופן Rclose.

קביעת ההתנגדות של ערוץ פתוח Rotp אינו גורם לקשיים. זה עשרות אוהם. באשר להתנגדות של הערוץ הסגור Rclose, יש לו אופי פעיל-קיבולי. אם נאפשר קיבול טפילי של ערוץ סגור של 1 pF, אזי ההתנגדות שלו יורדת מ-80 קילו אוהם בטווח של 160 מ' ל-5 קילו אוהם בטווח של 10 מ', שלא לדבר על רצועות ה-VHF.

בהנחה ש-Ropen = 50 אוהם, נקבל Rload - 2 kOhm בטווח של 160 מ' ו-Rload = 500 אוהם בטווח של 10 מ'. בנוסף, התנגדויות עומס מיקסר גבוהות במקלט ההטרודיין מחייבות התקנת פילטר מעביר נמוך עם עכבה אופיינית גבוהה. השראות של מסנן נמוך כזה מכילה סיבובים רבים והיא מייצרת קשה. לכן, לדברי המחבר, הגיוני להפחית את התנגדות העומס של המיקסר לערך בסדר גודל של 10Ropen, כלומר לכ-500 אוהם. במקרה זה, ההפסדים הנוספים במיקסר הם 10%, הירידה ברווח המיקסר אינה עולה על 1 dB ביחס למקרה של התאמה מושלמת, שנראה די מקובל.

בוא נחזור למעגל המקלט. לטרנזיסטורי KP305Zh המשמשים במיקסר התנגדות ערוץ של כ-400 אוהם במתח שער אפס, וכ-25 אוהם במצב פתוח. בנוסף, יש להם שונות גדולה למדי בהתנגדות ממופע למופע. כאשר מתח ההטרודיין עובר דרך אפס, הטרנזיסטורים VT1 ו-VT2 הפתוחים בו זמנית, כמו גם VT3 ו-VT4, מנקים את הפיתול המשני של השנאי, ומפחיתים את מקדם ההעברה. לכן, מקדם ההעברה המרבי של המיקסר מושג כאשר מתח חסימה של -1,5 V מופעל על השערים. עדיף להשתמש בטרנזיסטורים KP305 A או D, אשר סגורים למעשה במתח שער אפס ואינם דורשים שער קבוע הֲטָיָה.

במקרה של שימוש באלמנטים טובים יותר, יש לצפות לשיפור בפרמטרים. במכירה יש כבר טרנזיסטורי מפתח עם התנגדות ערוץ פתוח של 1 ... 5 אוהם. למרבה הצער, עם ירידה בהתנגדות (עלייה במוליכות) של ערוץ הטרנזיסטור, גם קיבול השער-מקור הטפילי עולה. מעניין לציין שהתוצר של מוליכות ערוץ וקיבול טפילי הוא ערך שהוא בערך קבוע עבור טרנזיסטורים שונים בעלי הספק נמוך מאותו דור. רמת האות של המתנד המקומי הדולפת דרך קיבול השער-מקור הטפילי היא פרופורציונלית בערך למוצר זה.

עם זאת, כל השיקולים הללו הופכים לחסרי משמעות כאשר המיקסר עובר למצב מפתח. זה מושג על ידי הגדלת מתח המתנד המקומי, מכיוון שעם מתח שער מיידי של יותר מ-+5 וולט, הטרנזיסטורים נפתחים לחלוטין. במקלט המתואר, לאחר הגדלת מתח האספקה מ-9 ל-15 וולט, גם משרעת מתח המתנד המקומי בשערי הטרנזיסטורים עלתה מ-8 ל-14 וולט. הטרנזיסטורים החלו למעשה לפעול במצב המפתח, אשר לטובה השפיע על הליניאריות של המיקסר, כלומר: רגישות המקלט גדלה ב-4 dB, והגבול העליון של הטווח הדינמי - ב-6 dB.

מעניין לציין שמעגל המיקסר חוזר בדיוק על המעגל של מיישר גשר דיודה, רק הערוצים של טרנזיסטורי אפקט שדה כלולים במקום דיודות. בנוסף, במיישר, הדיודות נפתחות על ידי מתח חילופין הכניסה מפיתול השנאי, ובמערבל על ידי מתח המתנד המקומי. התקנים כאלה יכולים לשמש בהצלחה גם לתיקון סינכרוני של המתח המשני בממירי ספק כוח בתדר גבוה, שכן ההפסדים בטרנזיסטורים בעלי אפקט שדה בעלי הספק גבוה הם פחות מאשר בדיודות.

שנאי הקלט של המערבל T1 מלופף על מעגל מגנטי טבעת K10x6x4 עשוי פריט עם חדירות מגנטית של 400. הפיתול הראשוני מכיל 30, והמשני - 100 סיבובים של חוט PELSHO 0,1. סליל המתנד המקומי מלופף בתפזורת על מסגרת פלסטיק קונבנציונלית עם לחיים בקוטר 8 מ"מ ואורך 10 מ"מ. כדי להתאים את השראות, משתמשים בליבת הברגה גלילית (SCR) העשויה מברזל קרבוניל. סלילה מתבצעת עם שלושה חוטים PEL או PELSHO 0,2 ... 0,3 מקופלים יחד. מספר הסיבובים הוא 30, הוא מצוין בהתאם לגודל המסגרת, בעת התאמת טווח התדרים של המתנד המקומי. מבין שלושת הפיתולים המתקבלים, אחד משמש במעגל המתנד המקומי (L1), והשניים האחרים, המחוברים בסדרה, יוצרים סליל צימוד (L2). נקודת האמצע של הסליל מתקבלת על ידי חיבור תחילת חוט אחד לקצה אחר. סליל המסנן במעבר נמוך L3 מלופף על ליבה מגנטית טבעתית K16x10x8 העשויה מפריט 2000NM. הוא מכיל 200 סיבובים של כל חוט מבודד דק, מומלץ PELSHO 0,1.

הקמת ממיר תדר קולי מסתכם בבחירת נגד R1 עד שהמתח בקולט ה-VT7 שווה למחצית מתח האספקה. בעת הקמת מתנד מקומי, מומלץ לבחור את הקיבול של קבל C8 גבוה ככל האפשר, שבו עדיין קיים יצור יציב.

בדיקות מקלט הראו את התוצאות הבאות. בעת הפעלה בקבלה, המיקסר סיפק טווח דינמי מוגבל על ידי זיהוי ישיר, שווה ל-100 dB ברגישות של 0,3 μV. במילים אחרות, אות AM מפריע עם ניתוק של 50 קילו-הרץ, m = 0,3 ורמה של 30 mV הפיק את אותו מתח של 3 שעות במוצא כמו אות CW שימושי ברמה של 0,3 μV. רמת הרעש הפנימי של המקלט שהובא לכניסה הייתה 0,1 μV. במהלך הניסויים, כיבוי המתנד המקומי לא הפחית משמעותית את רעש המקלט הכולל, מה שמעיד על רזרבות הרגישות של המיקסר. יש לציין כי במהלך הניסויים נשמע גם הרעש הפנימי של הטרנזיסטור GSS, המעיד על איכות נמוכה של אות המוצא שלו.

המיקסר המתואר, כמו כל המיקסרים הפסיביים, יכול להעביר אות לכל כיוון, כלומר, הוא הפיך. בעת שידור, כאשר הופעל אות 3H במתח של 2 V לכניסת התדר הנמוך של המיקסר (בנקודת החיבור של מסנן המעבר הנמוך), משרעת מתח המוצא של אות DSB הייתה 1 V בעומס של 50 אוהם. נמצא ששארית הנשא הלא מדוכאת היא 5 mV. המשמעות היא שדיכוי הספק ללא אמצעי איזון מיוחדים הוא עד 46 dB. כמובן, כדי לא להחמיר דיכוי נושא כה גבוה, יש צורך בסיכוך טוב של מעגלי הקלט והמתנד המקומי.

ספרות

פוליאקוב V. T. מקלטי המרה ישירה לתקשורת חובבים. - מ.: DOSAAF, 1981.
Polyakov V. T. משדרי המרה ישירה. - מ.: DOSAAF, 1984.
דרוזדוב VV חובבים KB משדרים. - מ.: רדיו ותקשורת, 1988.
Pogosov A. מודולטורים וגלאים על טרנזיסטורי אפקט שדה. - רדיו, 1981, מס' 10, עמ'. 19 - 21.

מחבר: M.Syrkin, UA3ATB

ראה מאמרים אחרים סעיף תקשורת רדיו אזרחית.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

מכונה לדילול פרחים בגנים 02.05.2024

בחקלאות המודרנית מתפתחת התקדמות טכנולוגית שמטרתה להגביר את היעילות של תהליכי טיפול בצמחים. מכונת דילול הפרחים החדשנית Florix הוצגה באיטליה, שנועדה לייעל את שלב הקטיף. כלי זה מצויד בזרועות ניידות, המאפשרות התאמתו בקלות לצרכי הגינה. המפעיל יכול להתאים את מהירות החוטים הדקים על ידי שליטה בהם מתא הטרקטור באמצעות ג'ויסטיק. גישה זו מגדילה משמעותית את יעילות תהליך דילול הפרחים, ומעניקה אפשרות להתאמה אישית לתנאים הספציפיים של הגינה, כמו גם למגוון וסוג הפרי הגדלים בה. לאחר שנתיים של בדיקת מכונת פלוריקס על סוגי פירות שונים, התוצאות היו מאוד מעודדות. חקלאים כמו Filiberto Montanari, שהשתמש במכונת פלוריקס כבר כמה שנים, דיווחו על הפחתה משמעותית בזמן ובעבודה הנדרשים לדלל פרחים. ... >>

מיקרוסקופ אינפרא אדום מתקדם 02.05.2024

למיקרוסקופים תפקיד חשוב במחקר המדעי, המאפשר למדענים להתעמק במבנים ותהליכים בלתי נראים לעין. עם זאת, לשיטות מיקרוסקופיה שונות יש מגבלות, וביניהן הייתה הגבלת הרזולוציה בעת שימוש בטווח האינפרא אדום. אבל ההישגים האחרונים של חוקרים יפנים מאוניברסיטת טוקיו פותחים סיכויים חדשים לחקר עולם המיקרו. מדענים מאוניברסיטת טוקיו חשפו מיקרוסקופ חדש שיחולל מהפכה ביכולות של מיקרוסקופיה אינפרא אדום. מכשיר מתקדם זה מאפשר לך לראות את המבנים הפנימיים של חיידקים חיים בבהירות מדהימה בקנה מידה ננומטרי. בדרך כלל, מיקרוסקופים אינפרא אדום בינוני מוגבלים ברזולוציה נמוכה, אך הפיתוח האחרון של חוקרים יפנים מתגבר על מגבלות אלו. לדברי מדענים, המיקרוסקופ שפותח מאפשר ליצור תמונות ברזולוציה של עד 120 ננומטר, שהיא פי 30 מהרזולוציה של מיקרוסקופים מסורתיים. ... >>

מלכודת אוויר לחרקים 01.05.2024

חקלאות היא אחד מענפי המפתח במשק, והדברה היא חלק בלתי נפרד מתהליך זה. צוות של מדענים מהמועצה ההודית למחקר חקלאי-המכון המרכזי לחקר תפוחי אדמה (ICAR-CPRI), שימלה, העלה פתרון חדשני לבעיה זו - מלכודת אוויר של חרקים המופעלת על ידי רוח. מכשיר זה מטפל בחסרונות של שיטות הדברה מסורתיות על ידי מתן נתוני אוכלוסיית חרקים בזמן אמת. המלכודת מופעלת כולה על ידי אנרגיית רוח, מה שהופך אותה לפתרון ידידותי לסביבה שאינו דורש חשמל. העיצוב הייחודי שלו מאפשר ניטור של חרקים מזיקים ומועילים כאחד, ומספק סקירה מלאה של האוכלוסייה בכל אזור חקלאי. "על ידי הערכת מזיקים מטרה בזמן הנכון, נוכל לנקוט באמצעים הדרושים כדי לשלוט הן במזיקים והן במחלות", אומר קפיל ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מחשב העל אורורה 22.03.2019

צוות בראשות ממשלת ארה"ב עובד כעת עם יצרנית השבבים Intel Corp ו-Cray Inc כדי לבנות מחשב מהיר במיוחד שיכול לדמות ניסויים גרעיניים ולערוך מחקר.

כך דיווחו משרד האנרגיה והמעבדה הלאומית של ארגון. מחשב העל, שמפותח על ידי ספקית השבבים הגדולה בעולם למרכזי נתונים אינטל וחברת Cray, המתמחה בפיתוח מערכות מחשב מהירות במיוחד, קיבל את השם Aurora.

לפי תנאי החוזה של 500 מיליון דולר, אינטל וקריי חייבות לבנות מחשב-על עם ביצועים של 2021 exaflops (1 petaflops) עד 1000, כלומר, היא תוכל לבצע חישובים של 1 קווינטיליון - או 1 - לשנייה.

אם תצליח, אורורה תעלה על מחשבי העל הקיימים כמעט בסדר גודל. זה גם יעלה את ההימור באופן משמעותי במירוץ מחשבי העל העולמי exaflop, הכולל גם את סין, האיחוד האירופי ויפן.

עבור אינטל, ההשתתפות בפרויקט היא ניצחון חשוב, שיאפשר לה לספק לאאורורה את מעבדי ה-Xeon ושבבי הזיכרון שלה Optane. כרגע מחשב העל החזק ביותר בעולם, Summit at Oak Ridge National Laboratory, טנסי, בנוי על שבבים של International Business Machines Corp (IBM) ו-NVIDIA.

עוד חדשות מעניינות:

▪ שומן גורם לדיכאון

▪ רובוט לחקר החלל המופעל על ידי חיידקים

▪ מדענים הצליחו לסנתז דקנטר

▪ מעבדי אותות דיגיטליים במהירות גבוהה TMS320C6414/15/16

▪ רובוט אבטחה עם רשת

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק באתר רפואה. מבחר מאמרים

▪ מאמר סטריאוכימיה. היסטוריה ומהות הגילוי המדעי

▪ מדוע אנו רואים רק צד אחד של הירח? תשובה מפורטת

▪ מאמר נפוח שעיר. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר בקר מנוע צעד. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ כתבה ווסת כוח 110-215 וולט עד 2 קילוואט לעומס פעיל. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר