Частота гетеродина выбирается вдвое ниже требуемой, с учетом промежуточной частоты (в схеме прямого преобразования, вдвое ниже частоты входного сигнала). В этих условиях один из диодов открывается на пиках положительных полуволн сигнала гетеродина, а другой - на пиках отрицательных. В результате сопротивление параллельно включенных диодов уменьшается дважды за период гетеродинного напряжения.

 Главным достоинством описанного смесителя является то, что в цепи нагрузки отсутствует постоянный ток, т.е. смеситель не детектирует ни сигнал, ни напряжение гетеродина. Здесь необходимо отметить, что

для нормальной работы смесителя совсем не требуется замыкать цепь его нагрузки по постоянному току - на входе УПЧ можно установить разделительный конденсатор. Напротив, это даже улучшает работу смеси-

теля из-за некоторой «самобалансировки» отличающихся по параметрам диодов. Поскольку сигналы смесителем не детектируются, ослабляются и помехи от внедиапазонных станций.

 Помехоустойчивость смесителя приемника прямого преобразования характеризуют величиной подавления AM.

 Подавление AM в балансных и кольцевых смесителях обычно не превосходит 60...65 дБ. Для смесителя на встречно-параллельных диодах оно составляет 70...80 дБ. Настройка гетеродина на более низкую частоту позволяет улучшить стабильность частоты и значительно уменьшить наводки гетеродина на входные цепи смесителя. В подавлении наводок теперь участвуют и входные контура, поскольку частота их настройки намного (в два раза!) отличается от частоты гетеродина. Подобные наводки вредны по следующим причинам: напряжение наводки синхронно детектируется смесителем и возникающее на выходе постоянное напряжение разбалансирует смеситель Если же сигнал гетеродина излучается антенной или проводами питания в окружающее пространство, то помимо помех другим приемникам он может промодулироваться фоном переменного тока на плохих контактах электропроводки, окисленных контактах металлических конструкций, диодах выпрямителей и тд. Возвращаясь в приемник, такой сигнал вызывает трудно устранимый фон пере-

менного тока, исчезающий при отключении антенны. Поэтому для хорошей работы любого приемника крайне важно добиться малого излучения сигнала гетеродина. Со смесителем на встречно-параллельных дио-

дах, благодаря пониженной частоте гетеродина, излучение его сигнала получается на 30...60 дБ ниже, чем с обычными смесителями, и описанные неприятные эффекты практически полностью устраняются.

 В смесителе по схеме рис. 4.10 лучше всего использовать кремниевые диоды с пороговым напряжением около 0,5 В - они дают несколько большую помехоустойчивость, чем германиевые. В любом случае требуется

подбор оптимального напряжения гетеродина по максимуму коэффициента передачи.

Дальнейшее улучшение развязки входных гетеродинных цепей, а также уменьшение потерь мощности сигнала в цепях связи с гетеродином достигается в балансной схеме смесителя на встречно-параллельных дио-

дах с автоматическим смещением, показанной на рис. 4.11

 Две пары диодов и симметрично расположенные две катушки L3 и L4, намотанные на контурной катушке L2, настроенной на частоту гетеродина, образуют сбалансированный мост, не позволяющий попадать сигналу

гетеродина ни во входные цепи, ни в ФПЧ. Цепочка R1C2C3, общая для двух пар диодов, создает начальное смещение, пропорциональное напряжению гетеродина. Последнее может изменяться от 0,7 до 4 В без заметного влияния на параметры смесителя. Подавление AM сигналов этим смесителем более 80 дБ, а развязка входных и гетеродинных цепей более 60 дБ.

 Катушку входного и гетеродинного контуров для данных смесителей можно намотать на каркасах диаметром 5...6 мм проводом ПЭЛ или ПЭЛШО 0,15 0,25. В каркасы завинчиваются подстроечные сердечники СЦП-4.

Количество витков этих и других катушек, а также емкости подключенных параллельно катушкам конденсаторов, можно рассчитать используя программу 1NDUKTIW, которая находится на сайте автора, по адресу:

http://r3xb-tga.narod.ru/.

 Оптимальное нагрузочное сопротивление для смесителей, работающих в радиоприемнике, составляет несколько килоом. Такого же порядка получается и входное сопротивление для ВЧ сигнала. Попытки уменьшить это сопротивление к успеху не приводят, поскольку при низком сопротивлении смесителя возрастает мощность, потребляемая от гетеродина, а это увеличивает шум смесителя.

 Для получения большей информации о работе смесителей на встречно - параллельных диодах постарайтесь найти замечательную книгу В. Т. Полякова «Трансиверы прямого преобразования».

Смеситель на СВЧ диоде.

С давних времен и до сего времени на диапазоне волн сантиметровой длины принято использовать диодные смесители, выполненные на специальных СВЧ (Сверх Высоко Частотных) смесительных диодах, например, типа ДК-С или ДК-И. Как показала практика, в таких схемах на более низких частотах можно использовать и другие высокочастотные диоды, например, ГД507, а также некоторые виды переключательных туннельных диодов.

На рис. 4.12 приведена схема, в которой используется смеситель на СВЧ диоде Д408.

Эта схема использовалась мною в одной из конструкций конвертера на диапазон 435 МГц. Подобного типа смесители часто встречаются в различных описаниях любительской УКВ аппаратуры.

 Одним из основных элементов схемы является высокодобротный контур L1C1, к которому одновременно подается сигнал от УВЧ и от гетеродина (через 12). Контур настраивается в резонанс с сигналом от УВЧ.

При наладке устанавливается определенная величина тока через смесительный диод VD1. Измерительный миллиамперметр следует подключить к точке КТ1 и удалить перемычку А1. Миллиамперметр окажется подключенным параллельно резистору R2. величина которого много больше внутреннего сопротивления измерительного прибора, поэтому током через R2 можно пренебречь. Приближая или удаляя L2 от L.1,

устанавливаем величину тока через диод в пределах 0,4...0,6 мА. Принято считать, что при такой величине тока диодный смеситель обладает наименьшими шумами. После проведения измерений следует восстановить

перемычку А1.

 Контур L3C2C3 настраивается на величину ПЧ. Транзистор VT1 является первым усилителем сигнала ПЧ.

Смесители на специальных смесительных СВЧ диодах работают превосходно и почти не шумят.

Смесители на микросхемах.

Широкое внедрение микросхем в радиоустройства позволило существенно улучшить их параметры, уменьшить габариты, упростить монтаж. Особенно удобны универсальные микросхемы, которые можно использо-

вать в самых различных узлах радиоаппаратуры. К ним относятся, например, операционные усилители (ОУ) широкого применения, с успехом работающие в низкочастотной аппаратуре и устройствах автоматики.

 Имеется большая серия микросхем К174, предназначенных для работы в бытовой радиотехнике и которые с успехом применяются в радиолюбительской практике.

Микросхема работает в диапазоне до 1000 МГц как преобразователь частоты. Предназначена для работы в качестве преобразователя частоты, модулятора, демодулятора, усилителя. Можно ее использовать в самых

различных любительских конструкциях, в том числе и системах связи радиолюбительских ИСЗ. Основные параметры К174ПС4 следующие:

1. Напряжение питания............... 5...9 В;

2. Ток потребления.................... 12 мА;

3. Крутизна преобразования ..... 5 мА/В;

4. Ослабление входного и опорного сигналов

не менее 20 дБ,

5. Коэффициент шума ............... 12 дБ.

 

Одно из применений этой МС - в блоках селекторов каналов телевизионных приемников дециметрового диапазона. Преимуществом смесителя на этой МС перед смесителями на дискретных транзисторах является отсутствие или резкое ослабление в спектре выходного сигнала составляющих с частотами гетеродина и сигнала и, что особенно важно, хорошая развязка между цепью гетеродина и входом. Просачивание напряжения гетеродина на вход приемника составляет минус 40...50 дБ от напряжения гетеродина.

На рис. 4.13 показана схема использования МС К174ПС4 в качестве смесителя и УВЧ.

Микросхема К174ПС1.

 

Микросхема К174ПС1 отличается от описанной выше только тем, что может работать только на более низких частотах, однако приобрести её гораздо проще. К174ПС1 обладает большой универсальностью и может

работать в широком диапазоне частот. Ее можно использовать не только в низкочастотной радиоаппаратуре, но и в радиовещательных и телевизионных устройствах. На этой микросхеме можно создавать схемы усилителей, гетеродинов, смесителей ВЧ и многое другое.

 МС представляет собой балансный смеситель, обладающий следующими основными техническими характеристиками.

1. Крутизна преобразования, мА/В, не менее .. 4,5;

2. Коэффициент шума, дБ, не более.... 8;

3. Верхняя частота входного сигнала, МГц,

не менее ... 200;

4. Напряжение питания, В............. 9±10%;

Потребляемый ток, мА, не более..... 2,5;

5. Предельные допустимые напряжения питания, В, при токе нагрузки:

2,5 мА, не менее................................ 4,5;

4,5 мА, не более........................... 15;

6. Масса в корпусе 201.14-1, г, не более,.... 1,5.

На рис. 4.14 показана схема устройства, где на МС К174ПС1 собран смесительный каскад и гетеродин. На вход устройства через С1 поступает сигнал от УВЧ. Контур L2C8 принадлежит гетеродину, а контур L1С9

настроен на промежуточную частоту.

 Гетеродин может перестраиваться по частоте управляющим напряжением, подаваемым на варикап VD1.

Для желающих познакомиться с внутренним устройством МС К174ПС1 на рис. 4.15 приведена электрическая принципиальная схема этой МС.

  Можно предположить, что МС К174ПС4 имеет такое же внутреннее устройство, но в ней применены более высокочастотные транзисторы.

Тяпичев Г.А.

Продолжение следует. . .