Каталог статей и схем


Радиоприемник «Мотив-RX ретро». Продолжение проекта 3

Применяя микросхему TDA1083 в тракте ПЧ-2 набора Э-К-80, рассматривая ее внутреннюю структуру, несложно заметить, что одним из незадействованных функциональных узлов в нашем проекте является УЗЧ. Но эту особенность ТDА1083 давно использовали конструкторы промышленных радиоприемных малогабаритных устройств, применяя ее отечественный аналог К174ХА10 ( р/п «Имула» РП8310). Структуру ТDА1083 (К174ХА10) и один из вариантов ее применения в радиолюбительских конструкциях можно увидеть и у нас на сайте.

 

Следующим шагом на пути минимизации количества моточных узлов и упрощения сборки и настройки приемника, используя интегральные микросхемы, является замена смесителей, выполненных на дискретных элементах (диодах).

 

В последние годы и у нас и за рубежом большой популярностью пользуются микросхемы SA602/SA612 (A,AN,AD) или NE602/612 [1]. Их аналогами являются МС1496/МС1596/NE5596, более приспособленные для работы на частоте 500 кГц, и выпускавшаяся ранее S042. Несмотря на их «УКВ-предназначение» (работа на частотах 100 – 500 мГц) и применение в беспроводной связи, эти микросхемы из-за удобства, простоты схемы включения, низкого энергопотребления, сравнительной дешевизны применяют и на КВ.

 

Это маломощные монолитные двойные балансные смесители с встроенным генератором и стабилизатором напряжения. Понятно теперь почему я остановился на этих микросхемах. С их применением в приемнике исключается подбор диодов в кольцевом балансном смесителе, отпадает необходимость собирать и настраивать ОГ. А если использовать в схеме приемника УЗЧ из состава ТDА1083, то от основной платы набора Э-К-80 «ничего не останется». Это уже будет другой приемник и из его названия придется исключить слово «ретро»…

 

Немного теории

(обработанные материалы приводятся в основном из

форума «Смеситель на SA612»)

 

Основу балансных структур смесителей в упоминавшихся выше ИС составляет широко распространенная схемотехническая структура - кольцевая балансная схема, так называемая "ячейка Гильберта" (Gilbert Cell) и различные модификации таких ячеек .

Ниже на рисунке 1 приведены схемы балансного смесителя - ячейки Гильберта.

 

Рис.1

 

Здесь происходит аналоговое перемножение напряжений гетеродина и РЧ сигнала вследствие того, что крутизна транзисторов VT2 и VT3 зависит от тока эмиттера, который, в свою очередь, определяется напряжением РЧ сигнала.

Достоинством балансных смесителей является то, что в них происходит подавление четных гармоник сигнала, подаваемого на балансный вход.

К недостаткам этой схемы можно отнести то, что по одному из напряжений схема не является балансной и этот сигнал может поступать на выход.

  

В двойном балансном смесителе на основе двойной балансной ячейки (Double-Balanced Topology, DBT) токи всех транзисторов стабилизированы генератором стабильного тока (ГСТ). Такой смеситель, по сути дела, является активным перемножителем напряжений (рис.2)

  

Рис.2

 

Данная схема балансная по отношению и к сигналу гетеродина и к РЧ сигналу. На выходе подавляются интермодуляционные составляющие с четными гармониками обоих сигналов.

А вот схема SA612 из даташита (рис.3) [1]. Практически она ничем не отличается от вышеприведенной. Введен буферный каскад и цепи внутреннего генератора.

 

Рис.3

 

Собранные на основе этой схемы микросхемы SA602 имеют усиление на частоте 45 МГц - 18 дБ, SA612 - 14 дБ, первые шумят меньше (менее 6 дБ).

Динамика устройств по ДД1, собранных на этих микросхемах находится в пределах 85-90 дБ, что несколько хуже, чем у диодного смесителя, но подкупает наличие усиления сигнала. ДД3 (по интермоде) - примерно 60-65 дБ.

Максимально напряжение внешнего ГПД не должно превышать 200-250 мВ эфф. Уменьшение напряжения ГПД приведёт к увеличению шумов, увеличение - к интермодуляционным искажениям. Таким образом, подбор этого напряжения необходим для достижения оптимального приёма с целью исключением ключевого режима работы смесителя.

Рекомендуется балансное включение, как по входу, так и по выходу, как по ВЧ, так и по НЧ.

 

На рис.4 приведена блок-схема SA612 с назначением выводов.
 

 

Рис.4

 

Принимая во внимание вышеизложенное, «сложилась» следующая схема приемника с двойным преобразованием частоты (рис.5).

 

Рис.5

 

На этой схеме включение балансного смесителя на SA612 самое простое и распространенное – «небалансное». Из особенностей микросхемы следует считать ее одинаковое входное и выходное сопротивление, которое на ПЧ составляет примерно 1 кОм. Примерно такое же по величине сопротивление имеет и контур в нагрузке TDA1083, поскольку применен стандартный контур ПЧ от транзисторного приемника. Такой контур можно взять из импортных «мыльниц-приемников» (желтая маркировка) - он идеально подходит (подстраивается) под нагрузку микросхемы ТDА1083 с частотой 500 кГц. В этой связи истоковый повторитель позволяет практически без потерь передать напряжение ПЧ на вход 612-й и по согласованию проблем нет.

 

При балансном включения стандартного готового контура с катушкой связи входное сопротивление удваивается, т.е. становится 2 кОм. И его согласовать через катушки контура с соотношением числа витков L/Lсв =10/1, что в принципе рассчитано на несколько сот Ом, типичных для обычного входного сопротивления транзисторного УПЧ – не удается. Из-за этого во столько же раз падает напряжение ПЧ.

 

Можно, конечно, попробовать поставить нерезонансный трансформатор с равным числом витков. В такой схеме чувствительность будет такая же, как в первом варианте без балансного включения. В этом случае резонансный контур L9, С37 нагрузки УПЧ ТDА1083 нужно заменить трансформатором, выполненным на кольце 7х4х2 мм с магнитной проницаемостью 600 – 1000 и содержащим две обмотки по 20 витков ПЭВ-2 0,25 мм каждая (рис.7). Провода скручиваются (одна скрутка на 5-10 мм) и получившимся жгутиком мотают обмотки на кольце. Лучше взять провод марки ПЭЛШО.

Поскольку по постоянному току потенциалы 1 и 2 ножек SA612 одинаковые, то применено прямое подключение к входу микросхемы, без конденсаторов.

 

Рис.6

 

Если не убирать из схемы (рис.5) истоковый повторитель на VT2, то согласование входа SА612 можно провести так, как показано на рис.7. Выход ИП парафазный, что в принципе соответствует балансному.

 

Рис.7

 

Как вариант, В.Лифарь (RW3DKB) предлагает поставить ШПТ с 3-мя одинаковыми обмотками [2]. Первая в цепи истока, а две других соединяются последовательно, с них сигнал подается на 1,2 ножки микросхемы (рис.8). Полевой транзистор VT2 включен по стандартной схеме ИП. С сопротивления смещения в истоке через конденсатор 10н сигнал подают на трансформатор. Поскольку соотношение витков обмоток трансформатора 1:2, то выходное напряжение с выхода ИП увеличивается и выигрыш по усилению будет примерно в 2 раза.

 

Рис.8

 

Согласование выхода SA612 с низкочастотной частью приемника во всех вариантах применено в виде простого сумматора на емкостях, как показано на рис.8. Поскольку выход через емкости соединен в одну точку, то четные гармоники в этой точке взаимно компенсируются.

 

При использовании в качестве УЗЧ микросхемы с дифференциальным входом, можно применить согласование, показанное на рис.9.

 

Рис.9

 

На рис.10 приведена окончательная схема собранного приемника с учетом замечаний, изложенных выше.

 

Рис.10

 

Для получения более сильного сигнала во многих случаях на выходе микросхемы SА612 ее напряжение питания повышают до предельно допустимого (+8 В), поставив в цепь питания стабилитрон на 3,9 – 7,2 В. Но не следует забывать о шумах, привносимых в этом случае ОГ в тракт дальнейшего усиления – чем больше напряжение питания, тем они больше. Поэтому в схеме на рис.5 и рис.10 применена стабилизация по питанию (и, соответственно, усилению), предусмотренная в самой микросхеме введенным в ее структуру стабилизатором напряжения. При номинале резистора R16 2 кОм это напряжение автоматически устанавливается на уровне около +3,3 В, что обеспечивает оптимальные характеристики работы смесителя. При этом уровень ВЧ напряжения ОГ на выводах 6, 7 микросхемы А2 составляет 150-200 мВ (замерено ВК-7-9).

 

После ФНЧ Д3.4 сигнал через регулятор R15 «Усиление НЧ» поступает на вход УЗЧ микросхемы TDA1083. Усиление ЗЧ можно увеличить, снижая номинал резистора R9. С его помощью нужно подобрать минимум шумов и максимум усиления TDA1083. Исключение R9 из схемы может привести к самовозбуждению приемника.

 

О сборке и настройке приемника читайте в следующей статье.

 

(продолжение следует)

 

Источники:

 

1. Даташит SA612

2. В.Лифарь (RW3DKB). Эмиттерный повторитель - УВЧ с высокой динамикой. – Радиодизайн №7, (№2 – 1997),  с.18,19.

3. В.Лифарь, В.Кононенко. Эмиттерный и истоковый повторители - УВЧ с высокой динамикой.

Категория: Самодельные | Добавил: ra0ccn (25.09.2010) | Автор: В.Кононенко E
Просмотров: 25462 | Комментарии: 6 | Рейтинг: 4.0/4
Всего комментариев: 6
6   [Материал]
Уже в который раз обращаюсь к этой страничке. Вот что значит реально полезный материал на сайте!

5   [Материал]
C sa602 (sa612) Работал. Но генератор мне не очень нравится. В остальном замечательная микросхема для построения приемо-передающих трактов! dry

4   [Материал]
Алексей, добрый день! Часть ответов уже есть вот здесь http://smham.ucoz.ru/publ/9-1-0-191
Теперь в этом комментарии свои ответы выделю курсивом.

>Подскажите, пожалуйста, по согласованию входа ЭМФ... мне не удалось по Вашей схеме насчитать емкость для достижения резонанса входной обмотки. По схеме получается 12 пф + 20 пф максимум = 32 пф.
А по описанию на фильтр емкость конденсатора должна быть 60-100 пф.

> Вот здесь http://smham.ucoz.ru/publ/9-1-0-191 Вы написали, что Срез=30 пФ. Если Вы берете С1=12 пФ, а С2=20 пФ, то по формуле расчета последовательного соединения емкостей С1*С2/С1+С2 у вас в контуре получается всего 7,5 пФ (а не 32 пФ!). А надо то 30 пФ. Это если Вы правильно определили Срез по формуле (замер индуктивности обмотки... L*101320). Далее все описано... Определяйтесь с ЭМФ, его частотой, полосой пропускания - и все получиться. Похоже у Вас ошибки в расчетах.


> Пропущен один конденсатор? Есть С19, С21, а вот С20 не нашел.

> При рисовании схемы в программе *.lay применен способ нумерации элементов снизу вверх слева направо с интервалом 5 мм. Так что С20 находится в части схемы выше - в ДПФ.


............................................................................ ....................................................................
> В схеме на этой странице - сделано по другому. Там максимальная емкость равна 75 пф. Но не понятно как обеспечивается согласование, т.к. выход с м/с сопротивлением 1,5 ком подключен к фильтру через С большой емкости.

> В предыдущей статье ответ дан. Там же описан и пример расчета для этого ЭМФ. Срез. получилась 60,4 пФ. Влияние С33 большой емкости ничтожно, тем более для подстройки имеется триммер С24. Естественно, лучше через емкостный делитель.
В реальной схеме с ЭМФ-500-9Д-3В у меня стоит емкостный делитель С1=51 пФ + триммер в параллель 5-20 Пф, С2=270 пФ, Срез не помню, при желании сами посчитайте..., похоже в районе 50 пФ.

................................................................................. .......................................................................
> Где лучше реализация согласования?
здесь: http://smham.ucoz.ru/publ/9-1-0-191
или здесь: http://smham.ucoz.ru/publ/9-1-0-194

> Конечно там, где есть емкостный делитель, а это здесь http://smham.ucoz.ru/publ/9-1-0-191 на рис.2 (для теоретического обсуждения). На рис. 1, как Вы заметили, не емкостной делитель, но эта промежуточная схема с такими номиналами работала (собиралась поблочно, поэтому С18 и С35 оставлены и включены последовательно, и С35 никакого влияния на Срез. не оказывал). Потом в конце проекта я применил емкостный делитель с номиналами посчитанными и приведенными в этом ответе выше). Скоро собираюсь выложить практические схемы по теории этого проекта...
................................................................................. .......................................................................
> не подскажете, какими формулами Вы пользовались для расчета согласования ЭМФ.
Или может быть ссылку на расчеты.

> Уже вроде писал в ответе здесь http://smham.ucoz.ru/publ/9-1-0-191

С уважением , Василий, RA0CCN

3   [Материал]
Подскажите, пожалуйста, по согласованию входа ЭМФ.
Во второй части: http://smham.ucoz.ru/publ/9-1-0-191
мне не удалось по Вашей схеме насчитать емкость для достижения резонанса входной обмотки.
По схеме получается 12 пф + 20 пф максимум = 32 пф.
А по описанию на фильтр емкость конденсатора должна быть 60-100 пф.
Пропущен один конденсатор?
Есть С19, С21, а вот С20 не нашел.
................................................................................. ....................................................................
В схеме на этой странице - сделано по другому. Там максимальная емкость равна 75 пф. Но не понятно как обеспечивается согласование, т.к. выход с м/с сопротивлением 1,5 ком подключен к фильтру через С большой емкости.
................................................................................. .......................................................................
Где лучше реализация согласования?
здесь: http://smham.ucoz.ru/publ/9-1-0-191
или здесь: http://smham.ucoz.ru/publ/9-1-0-194
................................................................................. .......................................................................
не подскажете, какимими формулами Вы пользовались для расчета согласования ЭМФ.
Или может быть ссылку на расчеты.
................................................................................. .......................................................................

2   [Материал]
А окончание цикла статей по "Мотив-RX ретро" - можно прочитать здесь:

http://smham.ucoz.ru/publ/9-1-0-202


1   [Материал]
Предыдущие публикации по теме - здесь:

Радиоприемник «Мотив-RX ретро». Продолжение проекта 2
http://smham.ucoz.ru/publ/9-1-0-191

Радиоприемник «Мотив-RX ретро». Продолжение проекта
http://smham.ucoz.ru/publ/9-1-0-190

Администрация СМР


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