Каталог статей и схем


Смеситель на микросхеме ADG774

В связи с возобновившимся интересом к смесителям С.Макаркина (RX3AKT) на микросхеме ADG774 администрация СМР решила опубликовать вторую часть материала,  предшествовавшего новой работе конструктора, описанной в статье "Новая схема реверсивного смесителя на микросхеме ADG774 от С.Макаркина (RX3AKT)" (по которой, собственно, и возникают вопросы у радиолюбителей). Возможно, эта публикация позволит снять некоторые вопросы к автору.

 Для сохранения логической последовательности некоторые абзацы в ней повторяются.

Итак,микросхема ADG774 фирмы ANALOG DEVICES.

Рис.1

 

В схеме смесителя используется только два из четырех переключателей. Остальные не задействованы и их выводы никуда не подсоединяются. Вот параметры микросхемы:

  • Электронные контакты в замкнутом положении способны пропускать через себя без затухания сигналы с частотой более 400 МГц.

  • Проходное сопротивление замкнутых контактов не более 2,2 Ом

  • Разомкнутые контакты ослабляют прохождение сигнала с частотой 10 МГц на величину не менее 65 дБ.

  • На той же частоте проникновение сигнала с одной группы контактов в другую происходит с ослаблением не менее 70 дБ.

  • При прохождении сигнала через контакты, искажения сигнала увеличиваются не более, чем на 0,3%

  • Контакты могут переключаться с частотой более 100 МГц

  • Управляющий сигнал однополярный (вход IN) и может иметь TTL или CMOS логические уровни.

  • При уровне логической единицы на входе EN, все контакты микросхемы размыкаются.

  • Напряжение питания однополярное, от +2 до +7 Вольт.

Данная микросхема не предназначена для применения специально в смесителях. Однако, смеситель собранный с ее использованием показал просто удивительные результаты. Судите сами. Какой смеситель, имея "внизу" потери меньше на 4 - 6 дБ, чем двойной кольцевой смеситель на диодах Шотки, способен "вверху", при больших уровнях входного сигнала, давать на своем выходе мощность 90 мВт без искажений!

Рис.2

 

На схеме  смеситель двух высокочастотных сигналов. Сигнала гетеродина и входного сигнала. Смеситель реверсивный. Сигнал свободно может поступать на выход, а сниматься со входа. На вход F гет. подается прямоугольный сигнал от синтезатора. Так как амплитуда этого сигнала равна всего 1,8 Вольта, что не гарантирует надежной работы микросхемы, применяется "подставка" по постоянному току - с резисторного делителя 4,7К и 1,8К на вывод 1 микросхемы подается постоянное смещение. Резистор 300 Ом определяет входное сопротивление схемы по входу гетеродина. Величина этого резистора может быть изменена в широких пределах. Если смеситель конструктивно расположен на некотором расстоянии от синтезатора, то сигнал гетеродина лучше подавать по коаксиальному кабелю. При этом номинал нагрузочного резистора должен совпадать с волновым сопротивлением применяемого кабеля. Если вход смесителя непосредственно соединен с антенным разъемом или с антенным фильтром, рассчитанным на определенное сопротивление нагрузки, то для обеспечения хорошего КСВ по входу смесителя, желательно поставить нагрузочный резистор (на схеме обозначен пунктиром) величина которого равна выходному сопротивлению подключенных цепей. Этот резистор можно не ставить, если сигнал на вход смесителя подается через LC резонансный контур, который трансформирует сопротивление источника сигнала во входное сопротивление смесителя, которое в свою очередь, в данном случае будет определяться сопротивлением схемы, подключенной к выходу смесителя. LC контур на входе позволяет уменьшить потери входного сигнала, но делает схему узкополосной. Трансформаторы Тр1 и Тр2 широкополосные, с коэффициентом трансформации 1:1. Выполнены по классической схеме, известной под названием ШПТЛ с компенсирующей обмоткой. Тр1 симметрирующий, а Тр2 десимметрирующий. Трансформаторы идентичны по конструкции. В качестве сердечника используется ферритовое кольцо с внешним диаметром 8 - 15 мм и магнитной проницаемостью 400 2000. Обмотка состоит из 4 8 витков в три скрученных провода. Шаг скрутки - 2 - 3 мм. Провод диаметром 0,1 - 0,3 мм. Острые грани колец стачиваются наждачным камнем. Перед намоткой кольца обматываются изоляционной лентой в один слой. Резисторный делитель 2,7К и 1,0К задает напряжение смещения на ключи. Напряжение выбрано из расчета получения максимальной линейности характеристик каждой группы контактов.

Рис.3

 

На схеме показан смеситель, выполняющий функции балансного модулятора. Вместо входного трансформатора здесь используется счетверенный операционный усилитель AD8534.

Рис.4

 

Размер корпуса микросхемы 9х4 мм Однополярное напряжение питания от +2 до +7 Вольт.

  • Каждый из четырех операционных усилителей этой микросхемы способен отдавать со своего выхода ток в нагрузку до +/- 250 мА.

  • Собственное потребление тока от источника питания 3 мА

  • Частотный диапазон  до 3 МГц.

  • Отсутствует явление переворота фазы выходного сигнала при максимальной амплитуде.

  • Максимальный размах входного напряжения (двойная амплитуда), равен напряжению питания.

  • Максимальный размах выходного напряжения (двойная амплитуда), так же равен напряжению питания.

Эти свойства называются "Rail-to-Rail" по входу и выходу, что буквально означает "От рельсы до рельсы". Кто занимался операционными усилителями, тот знает, что такие свойства могут присниться только во сне!

В схеме балансного модулятора отсутствует регулировка подавления несущей. Это объясняется тем, что сигнала гетеродина проникает в управляемые цепи с ослаблением более 120 дБ. Этот параметр даже не нормируется производителем микросхемы ADG774. Он получен в результате собственных измерений. Уровень несущей в смесителе зависит только от дисбаланса постоянных составляющих на его противофазных входах. В схеме смесителя высокочастотных сигналов, с трансформатором на входе, этот дисбаланс отсутствует. Так, как обмотки трансформатора для постоянной составляющей являются коротким замыканием. Реальное подавление несущей в этой схеме составляет более 100 дБ. То есть несущая фактически отсутствует.

Смеситель является ключевым. Многие думают, что ключевой смеситель отличается от "гладкого" только тем, что на ключевой подается прямоугольный сигнал гетеродина, а на "гладкий" - синусоидальный. Еще существует мнение, что ключевые смесители дают больше "грязи" на своем выходе. Причем, имеется ввиду область частот вблизи спектра полезного сигнала. Это мнение неверно! Вблизи полезного спектра оба смесителя совершенно идентичны, конечно при условии, что они "правильно" сконструированы и на них подается "чистый" сигнал гетеродина. Разницу в форме и в спектре сигналов на выходах обычного и ключевого балансных смесителей можно понять из рисунка.

Рис.5

 

Разница, конечно, есть! В "гладком" смесителе, как и положено  все гладко. Существуют только продукты с суммарной и разностной частотой сигнала гетеродина и входного сигнала. В ключевом смесителе вблизи полезного спектра  первых гармоник преобразования, все так же, как и в "гладком". Четные гармоники подавлены, а нечетные  идут с уменьшением амплитуды. Гармоническими продуктами преобразования в ключевом смесителе можно пренебречь. Они, как правило, далеко отстоят от полезных сигналов и легко фильтруются даже несложными фильтрами.

 

Сергей Макаркин, RX3AKT

Категория: Самодельные | Добавил: ra0ccn (12.02.2010) | Автор: С.Макаркин E
Просмотров: 10672 | Комментарии: 1 | Рейтинг: 5.0/1
Всего комментариев: 1
1   [Материал]

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]