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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Schlüsselmischer auf Chips. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Knoten von Amateurfunkgeräten. Mischer, Frequenzumrichter Diesmal - die Schaltung von Mischern auf elektronischen Tasten und mehrere praktische Schaltungen. Angenommen, so etwas ist bereits passiert, aber nicht umsonst sagt man: "Wiederholung ist die Mutter des Lernens." Wie lernen junge Funkamateure das Funktionsprinzip des Mischpults kennen. wenn alte Zeitschriften im Müll landen und neue Literatur nur von Computern handelt? Inzwischen wird die Mischerschaltung ständig verbessert. Entwickler streben danach, einen Mischer mit idealen Parametern zu erhalten: einem großen Dynamikbereich. einfach, wirtschaftlich, technologisch und breitbandig. Dies wird vielleicht ein Mischer sein, der auf Ultrahochgeschwindigkeitstasten montiert ist, die von digitalen Hochgeschwindigkeits-CMOS-Mikroschaltungen gesteuert werden. Funkamateure verlieren das Interesse an Mischerschaltungen nicht. Die moderne Elementbasis ermöglicht es, ungewöhnliche Armaturen mit erstaunlichen Eigenschaften zu entwerfen. Aber zuerst etwas Theorie und Terminologie. Im Amateurfunkumfeld gibt es eine Unterteilung von Mischern in Key und „Smooth“ – je nach Art des Lokaloszillatorsignals, Rechteck- oder Sinussignal. Sie sprechen auch von passiven und aktiven Mischern - passive Mischer verstärken im Gegensatz zu aktiven Mischern das konvertierte Signal nicht. Gemäß dem Funktionsprinzip sind im Allgemeinen alle Mischer Umschalter der Phase des Eingangssignals mit der Frequenz des lokalen Oszillatorsignals. Als Schaltelemente werden üblicherweise Dioden, Transistoren oder elektronische Schalter verwendet. Darüber hinaus können natürlich nur Mischer an Transistoren aktiv sein. Obwohl nicht alle Transistormischer aktiv sind. Zum Beispiel ist der Mixer, der viel Leserinteresse geweckt hat und in RD Nr. 1-97 auf Seite 11 besprochen wurde, nicht aktiv. Das Funktionsprinzip des Mischers ist leicht verständlich, wenn man sich die Schaltung eines klassischen ringsymmetrischen Diodenmischers anschaut, Abb. 1.
Lokaloszillatorspannung Uget. in dem Moment, in dem seine Polarität am Punkt A relativ zum Punkt B positiv ist, öffnet er ein Diodenpaar VD1 und VD4. Über diese Dioden gelangt ein Signal vom Eingang zum Ausgang des Mischers. Dies setzt sich fort, bis die lokale Oszillatorspannung das Vorzeichen umkehrt. In diesem Fall schließen die Dioden VD1, VD4 und die Dioden VD2, VD3 öffnen. Durch diese Dioden geht das gleiche Signal wie im ersten Fall, nur seine Phase am Mischerausgang wird umgekehrt - die entgegengesetzten Schlussfolgerungen der Sekundärwicklung des Transformators T2 beginnen zu arbeiten. Die Lokaloszillatorströme in den symmetrischen Wicklungen der Transformatoren T1 und T2 sind zu jedem Zeitpunkt entgegengesetzt gerichtet und heben sich gegenseitig auf. Ohne besondere Maßnahmen ist es natürlich schwierig, eine akzeptable Kompensation dieser Ströme zu erreichen, und am Ausgang des Mischers erscheint ein Restsignal mit der Frequenz des lokalen Oszillators (Träger). Um den Mischer auszugleichen, ist in der Unterbrechung einer der symmetrischen Wicklungen der Transformatoren ein variabler Widerstand enthalten. Aber auch in diesem Fall ist es schwierig, eine tiefe Trägerunterdrückung zu erreichen - hier wirken sich die Streuung der technologischen Diodenwiderstände, die Asymmetrie der Transformatorwicklungen, die Montagekapazitäten und andere Faktoren aus. Stellen Sie sich nun vor, wir hätten die Dioden durch elektronische Schlüssel ersetzt - Schalter, die in ihren Eigenschaften gewöhnlichen Relaiskontakten nahe kommen, aber viel schneller, Abb. 2.
In diesem Fall sind die Steuerkreise und der Signalpfad getrennt, was ihre gegenseitige Durchdringung stark reduziert. Dies sind jedoch nicht alle erhaltenen Vorteile. Moderne elektronische Schalter (z. B. MAX361 von MAXIM) haben einen Leerlaufwiderstand von weniger als 2 Ohm und eine Schaltgeschwindigkeit von etwa 100 Nanosekunden. Darüber hinaus behält jeder der vier Schlüssel, die sich im Gehäuse der Mikroschaltung befinden, seine Parameter im Bereich der Schaltspannung innerhalb von +/-20 V bei. Das bedeutet, dass der öffentliche Schlüssel keine nichtlinearen Verzerrungen in das Signal einführt, das ihn durchläuft. Elektronische Tasten werden durch Signale mit digitalen Pegeln gesteuert, die den Ausgängen "F1" und "F2" gegenphasig von der Mikroschaltung des Lokaloszillator-Signalkonditionierers zugeführt werden. Die Shaper-Schaltung ist in Abb. 3 dargestellt.
Der Eingangswiderstand wird durch den Wert der Widerstände R1, R2 bestimmt und die Amplitude des am Eingang anliegenden Lokaloszillatorsignals beträgt ca. 0,5 V. Die Dämpfung der Durchdringung des Steuersignals in den geschalteten Schaltkreisen entspricht den Spezifikationen für die Mikroschaltungen der Serie 1561 überschreitet den Wert (-130 dB), der es dem Mischer ermöglicht, auf solchen Tasten montiert zu werden, ohne große Schwierigkeiten, um eine Trägerunterdrückung von fast 100 dB zu erreichen! Ich habe mehrere weitere Mischerschaltungen getestet, die als DSB-Signalkonditionierer und als Mischer verwendet wurden - Träger auf der Betriebsfrequenz bei der Arbeit auf niederfrequenten KB-Bändern - von 160 bis 40 Metern. Im einfachsten Schema wird nur ein Schlüssel verwendet. Abbildung 4 zeigt ein Diagramm dieses Mischers. Es wird als DSB-Treiber verwendet.
Als Mikrofonverstärker kann jeder Operationsverstärker dienen. Das Quellsignal wird ihm von einem Elektret-Kondensatormikrofon zugeführt. Der Tasteneingang ist direkt mit dem Ausgang des „Operators“ verbunden und die Schaltkreise R1, R2, C1 unterstützen automatisch die Symmetrierung des Mischers. Die Resonanzeigenschaften des angeschlossenen elektromechanischen Filters stellen die horizontale Symmetrie des Ausgangssignals wieder her. Der Vorteil dieser Schaltung liegt in ihrer Einfachheit sowie in der Tatsache, dass das Steuersignal ein unipolares Signal mit einer lokalen Oszillatorfrequenz ist. Bei Verwendung eines piezokeramischen Miniatur-EMF vom Typ FEM4-031 -500-3,1V-2 kann auf den Kondensator C2 verzichtet werden und die Widerstände Rl und R2 können so ausgewählt werden, dass sie den Mischer an den Eingangswiderstand des Filters anpassen, was in diesem Fall der Fall sein wird ca. 5 kOhm. Der nächste symmetrische Modulator, Abb. 5, arbeitet gut bei Frequenzen bis zu 12 MHz, aber im Gegensatz zum vorherigen Mischer erfordert dieser auch eine Zwei-Wege-Steuerung.
Als Trafo T1 wird ein passender NF-Trafo aus dem Empfänger verwendet, und für Trafo-Allergiker können wir die Schaltung Abb.6 empfehlen.
Bei einer LO-Frequenz von 500 kHz betrug die Trägerunterdrückung in dieser Schaltung 94 dB. Die gleiche Schaltung wurde erfolgreich als zweiter Mischer – Träger für den Bereich – sowie als Demodulator oder SSB-Detektor verwendet, Abb. 7.
Auf Basis dieser Aggregate habe ich einen kleinen Tieftonkompressor zusammengebaut und betreibe ihn seit einigen Jahren, der mich vergessen ließ, was es heißt, die Endstufen von Sendern zu pumpen. Sein vereinfachtes Schema ist in Abb. 8 dargestellt.
Die Idee dieses Geräts ist seit langem bekannt, aber den Veröffentlichungen nach zu urteilen, findet es immer noch Resonanz bei Funkamateuren in Form der einen oder anderen technischen Umsetzung. Das Funktionsprinzip besteht darin, das erzeugte SSB-Signal mit seiner anschließenden Filterung auf eine zusätzliche EMK zu begrenzen. Das vorgeschlagene Schaltungsdesign der Mischer ermöglichte es, ein lineareres Signal zu erhalten. Bei einem Begrenzungsgrad von etwa 15 dB bemerkten Korrespondenten in der Luft also nicht das Auftreten merklicher Verzerrungen, die normalerweise mit der Komprimierung einhergehen, sondern stellten eine Erhöhung des Signalpegels um 1,5 Punkte fest. Die Linearität des Pfades ist auf das Fehlen von Verzerrungen in den Mischern zurückzuführen. Aufgrund der vergleichsweise höheren Signalstärke und geringen Ströme für den Zweck der Schaltung entfällt die Abschirmung einzelner Teile derselben, und die Trägerunterdrückung wird mit einem völlig beliebigen Einbau erreicht. Der Kompressor hat drei Ausgänge, was das Experimentieren einfach macht. Die erste Ausgabe ist ein lineares ns-komprimiertes Signal von einem Mikrofonverstärker. Auf der zweiten - Niederfrequenz-komprimiertes Signal. Und am dritten Ausgang - SSB-komprimiertes Signal. Das gesamte Gerät passt in ein Handmikrofongehäuse eines tragbaren Transceivers. Die Stromaufnahme aus einer 12-V-Quelle beträgt etwa 15 mA. Ich habe dieses "Mikrofon" einmal als Treiber für einen Einband-Sender-Empfänger mit einer Umwandlung verwendet. Ich habe nur den zweiten Mischer, Abb. 7, einen Push-Pull-Treiber, dessen Schaltung in RD # 1-97 auf Seite 15 angegeben ist, und einen Leistungsverstärker (RD # 2-97, Seite 3) hinzugefügt. Es stellte sich heraus, dass es sich um ein kleines, aber leistungsstarkes "Ding zum Schenken" handelte. Für die Zukunft ist geplant, mit Schaltern in Transceiver-Mischern für komplexere Empfänger sowie für Direktumwandlungs-Transceiver zu experimentieren. Abbildung 9 zeigt ein Diagramm eines anderen Mischers. Ich habe es als mein erstes Mischpult für einen Sender mit einem Quartz 35-Filtersatz verwendet und ist insofern gut, als es keinen Transformator-Mittelpunktausgang benötigt.
Ich möchte noch einmal darauf hinweisen, dass die obigen Schaltungen von mir nur in den Signalkonditionierungspfaden von Sendern für niederfrequente Amateurbänder getestet wurden. Die Verwendung von Tasten auf den oberen KB-Bändern wird durch meinen Mangel an Informationen über schnellere Chips behindert. Ich werde Funkamateuren dankbar sein, die solche Informationen zur Verfügung gestellt haben. Was den Einsatz dieser Schaltung in Empfängern betrifft, ist dies ein Thema für weitere Experimente. Meiner Meinung nach ist es durchaus möglich, solche Mischer beispielsweise als SSB-Detektoren zu verwenden. Und in den ersten Mischpulten von Receivern können Hochgeschwindigkeitstasten eingesetzt werden. Ich kann mir vorstellen, was für einen Dynamikbereich sie haben werden, wenn sie in der Lage sind, ein XNUMX-Volt-Signal ohne Verzerrung zu schalten! Autor: S. Makarkin, RX3AKT; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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