БАЛАНСНЫЕ СМЕСИТЕЛИ, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ, МОДУЛЯТОРЫ, ПЕРЕМНОЖИТЕЛИ В УСТРОЙСТВАХ НА МИКРОСХЕМАХ

May 24, 2014 by admin Комментировать »

Балансные смесители представляют собой устройства, предназначенные для выполнения операции сложения или вычитания частот двух или более сигналов.

Балансные смесители используют в радиоприемной/ради- опередающей технике для синтеза необходимой рабочей частоты или переноса сигнала из одной области частот в другую (выше или ниже по частоте). Если подать на входы такого устройства сигналы двух частот, то на выходе смесителя будут присутствовать, по меньшей мере, сигналы четырех частот: исходных, их суммы и их разности. Ненужные для последующей работы сигналы удаляют за счет использования фильтров.

Рис. 39.7. Эквивалентная схема микросхемы балансного модулятора МС1496

Микросхема балансного модуля- тора/демодулятора МС1496/МС1596 фирмы Philips Semiconductor, Motorola (рис. 39.1) предназначена для использования в качестве широкополосного смесителя, умножителя частоты, фазового или амплитудного детектора и т. д.

Примечание.

Близким ее отечественным аналогом, имеющим, однако, иную цоколевку и характеристики, является микросхема балансного модулятора 140МА1, К140МА1, КР140МА 7.

Микросхема МС1496 способна работать при напряжении питания

Рис. 39.2. Схема преобразователя частоты для супергетеродинного приемника

на микросхеме МС1496

до 30 В, потребляя ток до 10 мА. Рекомендуемое напряжение питания — 12 В. Предельная рабочая частота — 10 МГц, хотя микросхема сохраняет работоспособность и при работе на частотах до 300 МГц и выше.

Пример использования микросхемы МС1496 в качестве преобразователя частоты супергетеродина приведен на рис. 39.2.

Схема удвоителя частоты на микросхеме МС1496 представлена на рис. 39.3. При подаче на оба входа микросхемы перемножителя (балансного модулятора) сигнала синусоидальной формы она обеспечивает на

Рис. 39.3. Схема удвоителя частоты на микросхеме MCI 496

выходе сигнал синусоидальной формы удвоенной частоты. Индуктивность Ll=600 нГн, L2=10 нГн.

ные. 39.4. Электрическая схема микросхемы К174ПС1

Микросхемы К174ПС1 (UL1042N, S042, ТСА240, U5010A), рис. 39.4 и рис. 39.5, и их аналоги 174ПС1У КФ174ПС1

(иная цоколевка и корпуса) можно отнести к универсальным, пригодным для использования в радиоэлектронных конструкциях разнообразного назначения. Основное назначение этих микросхем — использование в качестве двойных балансных смесителях (преобразователях частоты) для радиоприемных устройств КВ и УКВ диапазонов (до частот порядка 200 МГц и выше) [39.1].

Крутизна преобразования микросхемы К174ПС1 —не менее

Рис. 39.5. Типовая схема включения КТ74ПС1

4,5     мА/Ву коэффициент шума — не свыше 8 дБ. Потребляемый ток — 2,5 мА при напряжении питания 9 В. Входное напряжение — не более 1 В.

Более современная модификация микросхемы — К174ПС4у имеющая аналогичную электрическую схему, цоколевку и области использования, способна работать до частот 1000 МГц. При номинальном напряжении питания 6(±10 %) В микросхема потребляет ток до 10 мАу имеет крутизну преобразования 6 мА/В на частоте 2,8 МГц и 5 мА/В на частоте 1000 МГц. Коэффициент шума на частотах 100 и 1000 МГц — не свыше 12 дБ и 14 дБу соответственно. Входные напряжения — не более 0,5 В.

Дифференциальный усилитель на микросхеме К174ПС1 (рис. 39.6)

может быть использован в тракте усилителя высокой или промежуточной частоты радиоприемника [39.1,

Рис. 39.6. Дифференциальный усилитель на микросхеме К7 74ПС7

39.2].

Резонансный усилитель на микросхеме К174ПС1 (рис. 39.7)

имеет коэффициент передачи около 20 дБ, частота настройки в пределах 160 кГц — 230 МГц при переключении LI С1-контуров изменяется перестройкой конденсатора переменной емкости С1 [39.1]. Коэффициент передачи усилителя зависит от режима работы каскада на транзисторе VT1, что позволяет ввести в усилитель АРУ с глубиной регулировки до 40 дБ.

На рис. 39.8 показано применение микросхемы К174ПС1 в преобразователе частоты радиовещательного приемника [39.1]. Контур L1C1 настроен на промежуточную частоту, настройка гетеродина определяется контуром L2,C5—C10,VD1. При отсутствии варикапа элементы С9, CIO, Rl, R2 можно исключить и настраивать контур гетеродина конденсатором переменной емкости, включенным параллельно катушке индуктивности L2.

Рис. 39.7. Схема резонансного усилителя на микросхеме К7 74ПС 7

Рис. 39.8. Схема преобразователя частоты радиовещательного приемника

Рис. 39.9. Входная часть связного супергетеродина с двойным преобразованием частоты на микросхемах К174ПС1

Радиоприемник (рис. 39.9) может принимать сигналы радиолюбительских радиостанций в диапазоне 14 МГц (или 21 МГц при замене контуров) [39.3]. Приемник состоит из входного предусилителя на транзисторе VT1 и двух смесителей с перестраиваемым (DA1) и кварцованным (DA2) гетеродинами. Выходной сигнал частотой 465 кГц через фильтр промежуточной частоты подают затем на AM/SSB-детектор и УНЧ (на схеме не показано).

Катушки индуктивности радиоприемника выполнены на каркасах диаметром 6—7 мм с подстроечными сердечниками из феррита и содержат: L2, L4—L9 — по 18 витков провода диаметром 0,3—0,4 мм виток к витку; LI, L3, L10 — по 6 витков такого же провода, намотанных поверх соответствующих катушек; L11 — 80 витков провода диаметром 0,15 мм внавал. Катушки выполнены без экранов. При использовании экранов число витков следует увеличить на 30—40 %.

Рис. 39.10. Схема синхронного детектора декодеров цвета/ удвоитель частоты

Микросхему К174ПС1 можно использовать и для детектирования балансномодулированных сигналов в синхронных детекторах декодеров цвета телевизионных систем PAL и НТСЦ, рис. 39.10 [39.1]. На вход 1 подают сигнал цветовой поднесущей, а на вход 2 — сигнал с кварцевого генератора декодера.

Противофазные продетектирован- ные сигналы снимают с резисторов R1 и R2. На выходе такого детектора получается один из цветоразностных сигналов. Для другого сигнала нужен второй детектор.

Данное устройство может быть и удвоителем частоты, для чего необходимо объединить входы 1 и 2. Тогда с выходов можно снимать сигналы с

удвоенной частотой.

Рис. 39.11. Схема смесителя для УКВ-приемника

Смеситель УКВ– радиоприемника на микросхеме К174ПС1 (UL1042) с перестройкой контуров при помощи вариометров показан на рис. 39.11 [39.4].

Радиоприемник на фиксированную частоту приема, выделенную для устройств дистанционной охраны объектов (27,12 МГц), может быть изготовлен с использованием преобразователя частоты, рис. 39.12 [39.1,39.2]. Сигнал с выхода конвертора подается на УПЧ радиовещательного приемника.

Рис. 39.12. Схема конвертора-приемника радиоохранной сигнализации

Рис. 39.13. Схема входных цепей радиоприемника СВ-диапазона (27,12 МГц)

Простой приемник, входные цепи которого приведены на рис. 39.13, выполнен с использованием микросхемы К174ПС1 или К174ПС4 [39.5]. Контур L1C3 настроен на частоту 27,12 МГц, соответствующую СВ-диапазону. С выхода устройства снимается сигнал промежуточной частоты 465 кГц, который может быть усилен, проде- тектирован и подан на УНЧ. Катушки индуктивности L1 и L2 (в экране) намотаны на каркасе от контуров модулей цветности или декодеров PAL телевизоров 2-3-4-УСЦТ и имеют 6 и 2 витка провода ПЭВ 0,31 мм (или 0,2—0,5 мм). В качестве фильтра Z1 можно использовать пьезокерамический фильтр ФП1П1-61-01.

Радиоприемное устройство на 2-х метровый диапазон, точнее, его входную часть до УПЧ можно собрать по схеме, рис. 39.14 [39.4]. В качестве входного двухзатворного полевого транзистора VT1 можно использовать транзисторы BF960, KF907, КП350. Чувствительность конвертора (приемника) регулируют потенциометром R4.

Конвертер с кварцевой стабилизацией частоты гетеродина (рис. 39.15) имеет повышенную чувствительность и избирательность за счет использования двухкаскадного предусилителя на полевых транзисторах и промежуточного ВЧ-фильтра, настроенного на центральную частоту принимаемого диапазона длин волн [39.4].

Рис. 39.16. Схема и цоколевка двойного балансного смесителя SA612A

Рис. 39.14. Схема входных цепей FM-приемника на 144 МГц

Рис. 39.15. Схема ВЧ-каскада преобразования частоты радиоприемника

Обмотки трансформатора L2, L3 содержит 18 и 10 витков провода ПЭВ 0,25. Транзисторы VT1, VT2 — BF256, КПЗОЗ.

Двойной балансный частотный смеситель SA612A (Philips Semiconductors), аналоги NE602N, NE612 (рис. 39.16) предназначен для использования в приемопередающей аппаратуре, работающей в полосе частот до 500 МГц [39.6, 39.7]. Напряжение питания — 4,5—8 В при максимальном токе потребления 3 мА.

Предельная частота встроенного гетеродина —

200 МГц, входное и выходное сопротивление

1,5 кОм.

Рис. 39*17. Типовая схема включения микросхемы SA612А

Рис. 39.18. Варианты выполнения входных цепей балансного смесителя на микросхеме SA612A

Рис. 39.19. Варианты выполнения выходных цепей балансного смесителя на микросхеме SA612А                ,

Рис. 39.20. Варианты выполнения цепей гетеродина балансного смесителя на микросхеме SA612А

Типовая схема включения микросхемы показана на рис. 39.17. Варианты подключения входных, выходных цепей и цепей гетеродина — на рис. 39.18—39.20. Параметры катушек индуктивности, рис. 39.17: L1 — 0,2—0,283 мкГн;

Рис. 39.21. Удвоитель частоты на микросхеме ΝΕ612

L2 — 0,5—1,3 мкГн; L3 — 5,5 мкГн·,

L4 — 1,5—44 мкГн.

С использованием микросхемы ΝΕ612 может быть изготовлен несложный удвоитель частоты, рис. 39.21 [39.8]. Взаимосвязанные колебательные контуры L1C5, L2C6 должны быть настроены на частоту второй гармоники входного сигнала.

Для СВ-радиостанций, работающих по сетке частот, обычно используют цифровые синтезаторы. Учитывая, что при приеме сигналов используется автоподстройка на частоту канала, можно собрать простой аналоговый синтезатор частот, плавно перестраиваемых по диапазону.

Рис. 39.22. Схема синтезатора частот на основе микросхемы SA612А

Частотно-модулированный «аналоговый» синтезатор, представленный на рис. 39.22 [39.9], выгодно отличается повышенной стабильностью частоты вырабатываемого сигнала, что обусловлено применением высокочастотного кварцевого резонатора на частоту 24 МГц. Плавная перестройка осуществляется в диапазоне частот 27,0—27,3 МГц. Гетеродин с электронной перестройкой работает в диапазоне частот 3,0—3,3 МГц.

Катушка индуктивности L1 содержит 20 витков; L2 — 9; L3 — 2; L4 — 8; L5 — 3 (подбор); L6 35 витков провода ПЭВ-1 0,23 мм, намотка виток к витку. Катушки L2 и L3, как и L4 и L5 расположены на общих каркасах.

Рис. 39.23. Фрагмент схемы приемного тракта на микросхеме SA612A

Радиоприемный тракт (до цепей УПЧ) на микросхеме SA612A выполнен с кварцевой

стабилизацией частоты, рис. 39.23 [39.10]. Сигнал промежуточной частоты выделяется пьезокерамическим фильтром на 10,7 МГц. Входной контур L1C2 настроен на частоту 27,14 МГц.

Шустов М. А., Схемотехника. 500 устройств на аналоговых микросхемах. — СПб.: Наука и Техника, 2013. —352 с.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты