Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Цивільний радіозв'язок

 Коментарі до статті

Приймачі та трансівери з прямим перетворенням частоти завоювали широку популярність, але їх параметри, досягнуті до кінця 80-х років, з тих пір практично не покращали. Помітний прогрес у цьому напрямі виходить, як показує автор статті, що публікується, при використанні в змішувачі трансівера (приймача) польових транзисторів, включених в пасивному режимі керованого опору.

Переваги гетеродинних приймачів (прямого перетворення) широко відомі. Це простота, практично повна відсутність побічних каналів прийому, висока якість демодульованого сигналу і т. д. Але є у них і недоліки. Це двосигнальний прийом і невеликий динамічний діапазон, що не перевищує для приймачів з діодними змішувачами 80 дБ.

Перспективним є застосування змішувачів на польових транзисторах, включених у режимі керованого опору. Подібний змішувач, виконаний на одному польовому транзисторі і описаний [1], забезпечував чутливість гетеродинного приймача 1 мкВ і динамічний діапазон 65 дБ.

Тут доречно сказати, що динамічний діапазон змішувача гетеродинного приймача обмежений зверху не інтермодуляційними спотвореннями третього порядку, як у приймачах з високою ПЧ, а прямим детектуванням сигналів, що заважають. Нижню межу динамічного діапазону вважають рівної чутливості (при заданому відношенні сигнал/шум - зазвичай 10 або 12 дБ), а верхню межу визначають, подаючи на вхід приймача AM сигнал з коефіцієнтом модуляції 30% (m = 0,3), засмучений за частотою на 50 або 100 кГц з амплітудою, що забезпечує такий же вихідний сигнал 3Ч, як і при визначенні чутливості. В американській літературі різницю між межами динамічного діапазону приймача прямого перетворення часто називають AMRR – AM rejection ratio.

Теорія радіотехнічних ланцюгів говорить, що з переході від однотактної схеми змішувача до балансної динамічний діапазон розширюється на 30...40 дБ, що дозволяє сподіватися отримати його значення для балансного змішувача на польових транзисторах близько 100 дБ. Один з варіантів балансного змішувача на польових транзисторах описаний [2], але він містить симетруючий низькочастотний трансформатор, який трудомісткий у виконанні і схильний до наведень мережі з частотою 50 Гц.

До уваги читачів пропонується новий варіант змішувача. Він використовувався у гетеродинному приймачі на діапазон 160 метрів, схема якого показана на малюнку. Зрозуміло, ніщо не заважає використовувати змішувач та інших діапазонах, змінивши відповідним чином дані контурів і трансформаторів. Вхідний сигнал від преселектора (двох-, триконтурний смуговий фільтр, малюнку не показаний) надходить на ВЧ трансформатор Т1 і далі на змішувач, виконаний на польових транзисторах VT1 - VT4.

Гетеродин приймача зібрано на транзисторі VT5. Так як гетеродин практично не навантажується змішувачем, він виконаний однокаскадним за схемою ємнісної тритонки. З тієї ж причини можна було відмовитися і від буферного каскаду. Стабільність порівняно низької частоти гетеродина (1,8 МГц) виявилася цілком достатньою.

Перетворений сигнал 3Ч проходить через ФНЧ C1L3C2 і надходить на УЗЧ, зібраний двох біполярних транзисторах VT6 і VT7 за звичайною схемою з безпосереднім зв'язком між каскадами. До його виходу можна підключати високоомні чутливі телефони, а краще кінцевий УМЗЧ, виконаний за будь-якою відомою схемою.

Пристрій працює наступним чином: при позитивному напівперіод напруги гетеродина на затворах транзисторів VT2 і VT3 вони відкриваються. При цьому нижній за схемою виведення вторинної обмотки трансформатора Т1 замикається на загальний провід через відкритий канал транзистора VT2, а верхній за схемою виведення тієї ж обмотки через відкритий канал VT3 транзистора виявляється підключеним до входу ФНЧ. Транзистори VT1 ​​і VT4 при цьому закриті, так як на їх затвори напруга гетеродина подається у протифазі і на них діє негативна напівхвиля.

У наступний напівперіод гетеродинної напруги відкриваються транзистори VT1 ​​та VT4, а транзистори VT2 та VT3 закриваються. При цьому полярність підключення вторинної обмотки Т1 трансформатора до входу ФНЧ змінюється на протилежну. Якщо частота та фаза гетеродина та сигналу збігаються, то на виході змішувача з'являються імпульси позитивної полярності. При зміні фази гетеродина на протилежну виході змішувача імпульси будуть негативної полярності. Згладжені у ФНЧ, вони дають на виході постійний струм. В обох випадках відбувається синхронне детектування сигналу. Якщо частоти не збігаються, то на виході з'являється сигнал биття.

Цей змішувач відрізняється такими особливостями:

- у ньому відсутній симетруючий низькочастотний трансформатор;

- обмотка ВЧ трансформатора не містить середньої точки, що унеможливлює вплив несиметричності обмоток трансформатора;

- паразитні ємності сток-затвор транзисторів VT1 і VT3, а також VT2 і VT4 підключені до протифазних висновків котушки зв'язку з гетеродином L2 і утворюють збалансований міст, що не дозволяє напруги гетеродина потрапляти у вхідний ланцюг, що істотно знижує випромінювання гетероди.

Випромінювання гетеродина, крім очевидної шкоди - створення перешкод прилеглим приймачам, - може призвести до паразитного прийому того ж сигналу, але вже промодульованого фоном змінного струму та іншими перешкодами де-небудь на проводах мережі або в сторонніх джерелах живлення [2]. При цьому прослуховується важливий звук, що важко усувається, пропадає при відключенні антени.

Кілька слів про вхідний та вихідний опір змішувачів. Як відомо, вхідний і вихідний опори пасивного змішувача залежать один від одного, але їх значення можуть вибиратися значною мірою довільно. Класичним способом вибору оптимального опору навантажувального змішувача є визначення середньогеометричного опору відкритого і закритого каналу змішувача, при цьому Rнагp = √Rоткp·Rзакр.

Визначення опору відкритого каналу Rоткp труднощів не викликає. Воно становить десятки ом. Що стосується опору закритого каналу Rзакр, воно має активно-ємнісний характер. Якщо допустити паразитну ємність закритого каналу 1 пФ, його опір зменшується від 80 кОм в діапазоні 160 м до 5 кОм в діапазоні 10 м, не кажучи вже про УКХ діапазонах.

Прийнявши Rоткp = 50 Ом, отримаємо Rнагр - 2 ком в діапазоні 160 м і Rнагp = 500 Ом в діапазоні 10 м. Крім того, високі опори навантаження змішувача в гетеродинному приймачі вимагають установки ФНЧ з високим характеристичним опіром. Індуктивності такого ФНЧ містять багато витків та трудомісткі у виготовленні. Тому, на думку автора, має сенс знижувати навантаження опір змішувача до величини порядку 10Rоткp, тобто приблизно до 500 Ом. При цьому додаткові втрати в змішувачі становлять 10%, зменшення коефіцієнта передачі змішувача не перевищує 1 дБ щодо ідеального узгодження, що представляється цілком допустимим.

Повернемося до схеми приймача. Транзистори КП305Ж, використані в змішувачі, при нульовій напрузі на затворі мають опір каналу близько 400 Ом, а у відкритому стані - близько 25 Ом. Крім того, у них досить великий розкид опорів від екземпляра до екземпляра. При переході гетеродинної напруги через нуль одночасно відкриті транзистори VT1 ​​та VT2, а також VT3 та VT4 шунтують вторинну обмотку трансформатора, зменшуючи коефіцієнт передачі. Тому максимальний коефіцієнт передачі змішувача досягається при подачі на затвори напруги, що замикає -1,5 В. Краще застосувати транзистори КП305 А або Д, практично закриті при нульовому напрузі на затворі і не вимагають постійного зміщення на затворі.

У разі застосування якісніших елементів варто очікувати поліпшення параметрів. У продажу є ключові транзистори з опором відкритого каналу 1...5 Ом. На жаль, із зменшенням опору (зростанням провідності) каналу транзистора зростає і паразитна ємність затвор-витік. Цікаво, що добуток провідності каналу на паразитну ємність - величина, приблизно стала для різних малопотужних транзисторів одного покоління. Рівень сигналу гетеродина, що просочився через паразитну ємність затвор-витік, приблизно пропорційний цьому твору.

Однак ці міркування стають несуттєвими під час переходу змішувача в ключовий режим. Це досягається простим збільшенням напруги гетеродина, адже при миттєвому напрузі на затворі більше +5 В транзистори відкриваються повністю. В описуваному приймачі після підвищення напруги живлення з 9 до 15 В амплітуда напруги гетеродина на затворах транзистори також підвищилася з 8 до 14 В. Транзистори практично стали працювати в ключовому режимі, що сприятливо позначилося на лінійності змішувача, а саме: чутливість приймача підвищилася на 4 дБ , а верхня межа динамічного діапазону – на 6 дБ.

Цікаво помітити, що схема змішувача точно повторює схему діодного мостового випрямляча, тільки замість діодів включені канали польових транзисторів. Крім того, у випрямлячі діоди відкриваються вхідною змінною напругою з обмотки трансформатора, а в змішувачі - напругою гетеродина. Подібні пристрої можна успішно застосовувати і для синхронного випрямлення вторинної напруги у високочастотних перетворювачах джерел живлення, оскільки втрати в потужних польових транзисторах менше, ніж у діодах.

Вхідний трансформатор змішувача Т1 намотаний на кільцевому магнітопроводі К10x6x4 з фериту з магнітною проникністю 400. Первинна обмотка містить 30, а вторинна - 100 витків дроту ПЕЛШО 0,1. Котушка гетеродина намотана внавал на звичайному пластмасовому каркасі зі щічками діаметром 8 і довжиною 10 мм. Для підстроювання індуктивності служить циліндричний різьбовий сердечник (СЛР) з карбонильного заліза. Намотування ведеться трьома складеними разом проводами ПЕЛ або ПЕЛШО 0,2...0,3. Число витків - 30, воно уточнюється залежно від розмірів каркаса, при припасуванні діапазону частот гетеродина. З трьох обмоток, що отримали, одна використовується в контурі гетеродина (L1), а дві інші, з'єднані послідовно, утворюють котушку зв'язку (L2). Середня точка котушки виходить з'єднанням початку одного дроту з кінцем іншого. Котушка ФНЧ L3 намотана на кільцевому магнітопроводі К16x10x8 з фериту 2000НМ. Вона містить 200 витків будь-якого тонкого ізольованого дроту, рекомендується ПЕЛШО 0,1.

Налагодження УЗЧ зводиться до підбору резистора R1 до отримання напруги на колекторі VT7, що дорівнює половині напруги живлення. При налагодженні гетеродина ємність конденсатора С8 рекомендується підбирати максимально можливою, при якій існує стійка генерація.

Випробування приймача показали такі результати. Працюючи на прийом змішувач забезпечив динамічний діапазон, обмежений прямим детектуванням, рівний 100 дБ при чутливості 0,3 мкВ. Іншими словами, AM сигнал, що заважає, з розладом 50 кГц, m = 0,3 і рівнем 30 мВ створював на виході таку ж напругу 3Ч, як і корисний CW сигнал з рівнем 0,3 мкВ. Наведений до входу рівень власних шумів приймача становив 0,1 мкВ. При проведенні експериментів вимикання гетеродина не надто значно зменшувало загальний шум приймача, що говорить про резерви чутливості змішувача. Слід зазначити, що з експериментах прослуховувалися й власні шуми транзисторного ГСС, свідчаючи про невисоку якість його вихідного сигналу.

Описаний змішувач, як і всі пасивні змішувачі, може передавати сигнал у будь-якому напрямку, тобто є реверсивним. При роботі на передачу, коли на низькочастотний вхід змішувача (у точці підключення ФНЧ) подавався сигнал 3Ч напругою 2, амплітуда вихідної напруги DSB сигналу склала 1 на навантаженні 50 Ом. Непригнічений залишок несучої дорівнював 5 мВ. Це означає, що придушення несучої без застосування спеціальних заходів для балансування досягає 46 дБ. Зрозуміло, щоб не погіршити настільки високе придушення несучої, необхідне гарне екранування вхідних ланцюгів та гетеродина.

література

1. Поляков В. Т. Приймачі прямого перетворення для аматорського зв'язку. - М.: ДТСААФ, 1981.
2. Поляков В. Т. Трансівери прямого перетворення. - М.: ДТСААФ, 1984.
3. Дроздов В. В. Аматорські KB трансівери. - М: Радіо і зв'язок, 1988.
4. Погосов А. Модулятори та детектори на польових транзисторах. – Радіо, 1981, № 10, с. 19 – 21.

Автор: М.Сиркін, UA3ATB

Дивіться інші статті розділу Цивільний радіозв'язок.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Озера Землі випаровуються швидше, ніж вважалося 06.07.2022 Вчені з Техаського університету заявили, що озера Землі випаровуються набагато швидше, ніж вважалося. І це випаровування відіграє значно більшу роль у гідрологічному циклі, ніж передбачалося, і істотно впливає на моделювання клімату та погоди. Природні та штучні озер займають приблизно п'ять мільйонів квадратних кілометрів площі Землі. У них міститься близько 90% запасів прісної води та мешкає дивовижна різноманітність організмів. Але підвищення температури та сонячної радіації, пов'язане із змінами у хмарному покриві, негативно впливають на озера. Зменшення крижаного покриву також призводить до того, що великі площі води схильні до впливу сонячного світла. Все це разом призводить до прискорення кругообігу води, від скупчення на суші до розсіювання в атмосфері. Попередні оцінки цього процесу базувалися на швидкості випаровування, але тільки цих оцінок недостатньо для відображення чистого обсягу втрати озерної води через інші фактори, такі як цикли замерзання і відтавання. Через цю залежність від місцевих умов довкілля надійний показник випаровування має розраховуватися окремо кожному за озера. Саме це і зробили автори нового дослідження для 1,42 мільйонів озер по всьому світу. Вони використовували щомісячну інформацію про втрати води з супутників у період з 1985 по 2018 рік та враховували швидкість випаровування, площу поверхні, тривалість льоду та зміни накопичення тепла для кожного з цих озер. "Ми виявили, що довгострокове випаровування з озера становить 1500 плюс-мінус 150 кубічних кілометрів на рік, що на 15,4% більше, ніж попередні оцінки", - заявив провідний автор дослідження Ганг Чжао. Тобто небо "вбирає" на три трильйони літрів води більше, ніж вважалося раніше. Виявилося також, що штучні водойми роблять непропорційно більший внесок у випаровування: 16% при місткості 5%. З глобальної точки зору випаровування озер може бути вищим, ніж спільне використання води для побутових та промислових потреб. Водночас надійні дані про випаровування існують лише для незначної кількості озер.

Інші цікаві новини:

▪ Водневий кросовер Audi H-Tron Quattro

▪ Монітор Samsung S27B971DS з панеллю PLS 2560 x 1440 пікселів

▪ Вартість автомобільної електроніки зростає

▪ Зелена енергетика викличе кризу рідкісних металів

▪ Знайдено гриби, що виділяють золото

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Основи першої медичної допомоги (ОПМП). Добірка статей

▪ стаття Захоплення для збирання фруктів із землі. Поради домашньому майстру

▪ стаття Яка риба найсмачніша? Детальна відповідь

▪ стаття Робота з електрокранбалкою, що керується з підлоги. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Електронні пускорегулюючі апарати на мікросхемі UBA202. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Терморегулятор для паяльника на 220 вольт. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024