|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Конвертер СТВ. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / телебачення Три десятиліття тому багато радіоаматорів цікавилися наддальним прийомом телебачення. Скільки праці, майстерності та вигадки виявляли вони, удосконалюючи телевізійні приймачі та створюючи складні антенні системи, що дозволяли "минати" примхи поширення радіохвиль. Супутникові ретранслятори зробили більш "стабільним" канал передачі сигналів, але технічна реалізація прийому не спростилася. Тут радіоаматорам є де докласти свої знання та вміння. У статті наводиться опис аматорського конвертера, параметри якого не поступаються найкращим зразкам промислового виробництва. Розроблений автором конвертер призначений до роботи у системах прийому супутникового телебачення Ku діапазону (10,95 ...12,0 ГГц) з одноразовим перетворенням частоти. Конвертер має такі технічні характеристики:
Конвертер побудований за схемою малошумного перетворювача частоти, конструкційно об'єднаним з опромінювачем антеної системи та вбудованим перемикачем поляризації вхідного сигналу. Його важлива схема наведена на рис. 1. Він складається з вхідного хвилеводу із зануреними в нього зондами (на електричній схемі не показано), НВЧ підсилювача, виконаного на транзисторах VТ1 - VТЗ, смугового фільтра з використанням полоскових ліній L9 - L18, гетеродина на частоту 10,0 ГГц на транзирі зі стабілізацією частоти, балансного змішувача на діодній збірці VD4, підсилювача проміжної частоти на мікросхемах DA2 та DA2, стабілізатора напруги на мікросхемі DA3. У нього входить також пристрій на мікросхемі DA4, що виконує функції перетворювача напруги +1 -5 В, перемикач поляризації і стабілізації струмів польових транзисторів VT2 - VT1. У конвертері застосовані мікросхеми, транзистори та діодні збирання виробництва фірми Hewlett Packard (США).
Вхідний сигнал, сфокусований параболічним дзеркалом, надходить у опромінювач і від нього - у круглий хвилевід діаметром 19 мм. Зв'язок смужкових ліній затворів транзисторів VT1 і VT2 з хвилеводом здійснюється за допомогою занурених зондів, встановлених під кутом 90 градусів у хвилеводі, що дозволяє приймати сигнали як з вертикальною, так і горизонтальною поляризацією. Перемикання поляризації в конвертері здійснюється напругою живлення 13/18, що надходить по кабелю на вихідний роз'єм XW1. Напруга живлення через дільник на резисторах R9 – R11 подається на вхід компаратора мікросхеми DA1. При напрузі живлення 13 мікросхема DA1 включає транзистор VT1 і на його стоку з'являється напруга +1,5 В. Транзистор VT2 в цей же час закритий негативною напругою -2 В, що надходить на його затвор, і, крім того, напруга зі стоку цього транзистора знято. При перемиканні напруги живлення на +18 В транзистор VT1 закривається, а транзистор VT2 включається до нормального режиму роботи. Це дозволяє електронним способом змінювати вид поляризації сигналу, що приймається. Підсумовування сигналів з транзисторів VT1 та VT2 здійснюється за допомогою моста на смужкових лініях L5, L6. Сумарний сигнал надходить на затвор транзистора VT3 другого підсилювального каскаду. Транзистори VT1 - VT3 типу ATF36077 мають коефіцієнт посилення 12 дБ на частоті 12 ГГц при напрузі живлення +1,5 і струмі 10 мА. Таким чином, сумарний коефіцієнт посилення НВЧ підсилювача становить 24 дБ при коефіцієнті шуму близько 0,5 дБ. Для досягнення кращих значень коефіцієнта шуму необхідне точне налаштування режиму роботи транзисторів та узгодження їх входів та виходів. Реально вдається отримати коефіцієнт шуму, відмінний від паспортного на 0,1 дБ, у характеристиках наводиться максимальне значення Кш на частоті 12 ГГц - 0,6 дБ.
Посилений НВЧ сигнал зі стоку транзистора VT3 надходить на вхід смугового фільтра L9 - L18, виконаного на смужкових зустрічно-штирьових резонаторах і смугу пропускання, що має 10,8... 12,0 ГГц при нерівномірності АЧХ З дБ. З виходу фільтра сигнал НВЧ надходить на вхід балансного змішувача, виконаного на діодному складанні VD2 НВЧ діодів з бар'єром Шоттки та смужковому мосту. На інший вхід балансного змішувача надходить сигнал із частотою 10 ГГц з виходу гетеродина на транзисторі VT4. Гетеродин виконаний на польовому транзисторі за схемою із загальним стоком, з відкритим напівхвильовим резонатором, включеним у ланцюг затвор-витік транзистора, і високостійким стабілізуючим циліндричним резонатором ZQ1 з титанатно-барієвої кераміки. Втрати перетворення сигналу становлять близько 7 дБ. Сигнал проміжної частоти Fпч з виходу балансного змішувача через фільтр на елементах L19, С23, С24, R14 надходить на вхід мікросхеми DA2 попереднього підсилювача ПЧ, виконаного за схемою, наведеною в журналі "Прилади та техніка експерименту", 1984 № 2, с. 111 (Абрамов Ф. Г., Волков Ю. А., Вонсовський Н. Н. "Узгоджений широкосмуговий підсилювач"). Підсилювач на мікросхемі INA51063 має діапазон робочих частот 100...2400 МГц при коефіцієнті посилення 22 дБ. З виходу попереднього підсилювача ПЧ сигнал надходить на вхід кінцевого підсилювача ПЧ, виконаного на мікросхемі DA3 і діапазон робочих частот, що має 100...3000 МГц при коефіцієнті посилення 23 дБ. Резистори R14, R15, R17 опором Ом 10 запобігають самозбудження каскадно включених підсилювачів, особливо при неузгодженні навантаження, підключеної до роз'єму XW1. Живлення конвертера здійснюється від мікросхемного стабілізатора DA4, що забезпечує стабілізацію напруги +5 при струмі до 150 мА. Конвертер (крім вхідного хвилеводу) виконаний на друкованій платі (рис. 2) із двостороннього фольгованого фторопласту ФАФ4 товщиною 1 мм.
Розташування провідників та елементів на платі показано на рис. 3.
Навісні елементи розташовані з боку друкованих провідників, фольга зворотної сторони плати використана як загальна шина живлення. Важливо, щоб усі деталі мали можливу мінімальну довжину висновків; вони мають бути встановлені безпосередньо напайкою на провідники. Для з'єднання провідників загальної шини живлення, які розташовані з боку деталей, з фольгою зворотної сторони плати, у ній просвердлюють ряд металізованих отворів. У конвертері використано резистори типу Р1-12 з потужністю розсіювання 0,125 Вт. Можливе застосування резисторів цього типу з потужністю 0,062 Вт та резисторів Р1-8 з потужністю 0,125 та 0,25 Вт. У низькочастотних ланцюгах та ланцюгах живлення застосовані конденсатори типу К10-47в. Конденсатори С9, С12 та С13 - К10-42. Конденсатори у високочастотних ланцюгах, ємність яких на схемі не вказана (С5 - С8, С15, С17, С22, С24), виконані "друкованим" способом - їх ємність утворюється обкладками спеціальної форми друкарської доріжки та загальної шини живлення з матеріалом плати як діелектрик. Високочастотний роз'єм XW1 типу F-75 (є у продажу на радіоринках країн СНД). Транзистори, діодні зборки та мікросхеми - фірми HewlettPackard (США). В якості VT4 допустимо використовувати транзистори АП324А-2 та АП325А-2, транзистори VT1-VT3 замінені аналогічними виробництва фірм Siemens, NEC, Philips або АП330А-2 та 3П343А-2, правда, в останньому випадку дещо збільшиться коефіцієнт шуму конверту. Діодне складання HSMS2802 (VD1) можна замінити двома діодами КД514А або КД512А, а складання HSMS8202 (VD2) - двома діодами КА120А або КА120АР. Замість мікросхемного стабілізатора 78L05 підійдуть КР142ЕН5А, КР1157ЕН501, КР1157ЕН502. При заміні резонатора ZQ1 слід використовувати ТСБН-10. Для підключення занурювальних зондів (зонд 1 і зонд 2) до затворів транзисторів VT1, VT2 в платах просвердлені отвори діаметром 2 мм, а фольга з нижньої сторони плати видалена навколо отворів радіусом 2 мм від центру установки. Зонди фіксуються в отворах корпусу (рис. 4, вид А-А) фторопластовими втулками діаметром 4 і довжиною 3,5 мм. Резонатор ZQ1 приклеєний до плати тонким шаром клею, виготовленого з оргскла, розчиненого в дихлоретані. Монтаж елементів на плату виконують низьковольтним паяльником із заземленим жалом припоєм марок ПОСК 50-18 або ПОІ. Повністю виготовлену плату із встановленими на ній елементами поміщають у литий або фрезерований корпус (див. рис. 4), автор використовував готовий від аналогічного виробу фірми Microelectronics Inc. Корпус виготовлений із сплавів алюмінію (силумін, дюралюміній та ін.) та закритий зверху кришкою (рис. 5), пригвинченою до корпусу гвинтами М2. Кришка фрезерована або лита забезпечує поділ плати на відсіки та запобігає утворенню паразитних зворотних зв'язків та просочування сигналу гетеродина на вхід підсилювача НВЧ.
При виготовленні конвертера у аматорських умовах можна використовувати спрощений варіант корпусу. Для цього на токарному верстаті необхідно за рис. 4 виточити фланець з хвилеводом з латуні і на нього напаяти короб для кріплення плати зігнутий з листової латуні. Кришку також виготовляють із листової латуні і в необхідних місцях напоюють на неї перегородки для поділу короба на відсіки. Для запобігання збудженню паразитних коливань у відсіках конвертера до внутрішньої сторони кришки зазначених на рис. 5 місцях (заштриховані ділянки) приклеєні шматки гуми товщиною 3 мм з нанесеним на них шаром, що поглинає, з суміші порошку карбонильного заліза, змішаного з клеєм БФ. У кришці навпроти торця поверхні резонатора просвердлено отвір (на малюнку не показано, це місце уточнюють після установки резонатора) і нарізане різьблення М5 для регулювального гвинта латунного. Він забезпечує підстроювання частоти гетеродина шляхом зміни відстані між гвинтом (корпусом) та резонатором ZQ1. При віддаленні гвинта від резонатора частота гетеродина зменшується, а при наближенні збільшується. Тому перед налаштуванням конвертера регулювальний гвинт повинен бути вкручений лише на кілька перших ниток різьблення.
Для герметизації конвертера передбачені друга кришка та гумова прокладка, укладена у спеціальний паз у корпусі конвертера (див. рис. 4). Хвильоводні фланець конвертера приєднується до фланця опромінювача, встановленого у фокусі антени за допомогою чотирьох гвинтів М4. Герметизація хвилеводу здійснюється шляхом встановлення гумової прокладки в паз фланця конвертера та фторопластової плівки товщиною 10...20 мкм - між фланцями. Креслення опромінювачів для прямофокусної та офсетної антен наведено на рис. 6 та рис. 7 відповідно.
Налаштування конвертера здійснюється у наступній послідовності. До роз'єму XW1 підключається регульоване джерело живлення +10...20 з вихідним струмом не менше 100 мА. Встановлюють напругу живлення +13 і вольтметром вимірюють напруги на висновках транзисторів і мікросхем. Їхні значення повинні відрізнятися від зазначених на схемі не більше ніж на 10 %, інакше замінюють несправний елемент. Далі, збільшуючи напругу живлення до +18 B, переконуються, що компаратор переключився і стоку транзистора VT2 виникло напруга +1,5 У, але в стоку транзистора VT1 напруга дорівнювало нулю. Щоб перевірити наявність НВЧ напруги на виході гетеродина, до верхнього (за схемою) висновку резистора R12 підключають мілівольтметр НВЧ (підійде і мілівольтметр, описаний в журналі "Радіо", 1995 № 9, с. 40) і переконуються в наявності СВЧ кол. Точно виміряти амплітуду падаючої хвилі від гетеродина неможливо, але якщо показання мілівольтметра лежать в межах 10...70 мВ, гетеродин працює. Підключаючи мілівольтметр постійного струму до лівої за схемою обкладки конденсатора С23, перевіряють наявність у цій точці пристрою невеликої постійної напруги (2...10 мВ). Це свідчить про працездатність балансного змішувача (ідеально підібрати пару діодів та збалансувати міст практично неможливо). Після цього конвертер закривають першою кришкою і підключають до опромінювача антени з одного боку і до тюнера - з іншого. Перебудовою тюнера знаходять один із каналів, що приймаються. Регулювальним гвинтом встановлюють точне значення частоти гетеродина 10 ГГц %1 МГц, порівнюючи отриману частоту відомою частотою даного каналу. Потім конвертер закривають другою кришкою та герметизують. Автор: В.Жук, м.Мінськ
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Панель OLED яскравістю 50 кд/м000 ▪ Кішки грають із господарями, тільки якщо цього хочуть самі ▪ Альтернатива золоту у мікросхемах ▪ Спіраль оптоволокна на мікрочіпі ▪ Розумний замок дверей Latch C
▪ розділ сайту Індикатори, датчики, детектори. Добірка статей ▪ стаття Галимаття. Крилатий вислів ▪ стаття Чорнобильник. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Робота ГСС, з ВЧ-мостом. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Карти міняються місцями. Секрет фокусу
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page